幽门螺杆菌感染调控“Th22细胞—MMP-10”通路介导胃黏膜损伤的作用及机制研究

Helicobacter pylori (H. pylori) infection is an important factor of chronic gastritis and gastric cancer. H. pylori infection-induced pathological inflammatory damage of gastric mucosa is the key to the development of H. pylori infection-associated stomach diseases.; however, the underlying mechanism of this is unknown. Previously, we found that IL-22-producing CD4+ T lymphocytes (Th22 cells), with pro-inflammatory properties, could regulate matrix metalloproteinase 10 (MMP-10), a molecule with properties of mucosa damage, in H. pylori infection, suggesting that this “Th22 cell—MMP-10” pathway might be involved in the damage of gastric mucosa induced by H. pylori. Thus, we aim at this pathway, and intend to investigate (1) the clinical significance and role of “Th22 cell—MMP-10” pathway in the damage of gastric mucosa induced by H. pylori infection; (2) the regulating mechanism of Th22 cell response and H. pylori infection in the activation of JAK-STAT3-AP-1 pathway to induce the expression of MMP-10 on gastric epithelial cells; (3) the effector mechanism of the effector MMP-10 in the damage of gastric mucosa in H. pylori infection; by using IL-22 knockout (IL-22-/-) mice, MMP-10 knockout (MMP-10-/-) mice, and IL-22/MMP-10 double knockout (IL-22-/-MMP-10-/-) mice, and also in terms of cytology, immunology and molecular biology technology. This study may provide new experimental evidence for the mechanism and clinic treatment of the damage of gastric mucosa induced by H. pylori.

幽门螺杆菌（Hp）感染是慢性胃炎乃至胃癌发生的重要因素，感染所致胃黏膜病理性炎症损伤是上述疾病进展的关键；但其机制尚不清楚。前期发现，一群促炎的产IL-22的CD4+T淋巴细胞（Th22细胞），在Hp感染中能调控黏膜损伤性分子基质金属蛋白酶10（MMP-10）；提示此“Th22细胞—MMP-10”通路介导了Hp感染致胃粘膜损伤。因此，本项目拟以此通路为研究对象，利用IL-22及MMP-10单基因和双基因敲除小鼠，运用细胞学、免疫学及分子生物学等技术，（1）明确“Th22细胞—MMP-10”通路在Hp感染介导胃黏膜损伤中的临床意义及作用；（2）揭示Th22细胞应答及Hp感染激活JAK-STAT3-AP-1通路，诱导胃上皮细胞表达MMP-10的调控机制；（3）阐明Hp感染中，效应因子MMP-10介导胃黏膜上皮损伤的效应机制。相关研究将为Hp感染致胃黏膜损伤机制的阐明和临床治疗提供新的实验证据。

研究背景：基质金属蛋白酶10（MMP-10）是在幽门螺杆菌感染中发现的一类新的基质金属蛋白酶。但是，目前MMP-10在幽门螺杆菌感染相关疾病中的调控机制、功能效应以及临床相关性都不清楚。.研究内容：我们在幽门螺杆菌感染的患者及小鼠的胃黏膜组织中检测了MMP-10的表达情况。我们还分离培养了胃上皮细胞，并加以幽门螺杆菌感染和（或）白介素22（IL-22）刺激，来探讨MMP-10的调控机制。另外，我们还在MMP-10基因敲除小鼠（MMP-10 KO）、IL-22基因敲除小鼠（IL-22 KO）、IL-22及MMP-10双基因敲除小鼠（IL-22/MMP-10 KO）（同时以野生型小鼠（WT）作为同窝对照）的幽门螺杆菌感染模型中检测细菌定植量和炎症情况。最后，我们分选了CD8+T细胞以及分离胃上皮细胞，进行后续培养及刺激来验证MMP-10的功能效应。.重要结果：我们发现，相对于未感染组，MMP-10表达在幽门螺杆菌感染患者及小鼠的胃黏膜组织中显著增高。幽门螺杆菌可以通过激活ERK信号通路诱导胃上皮细胞表达并分泌MMP-10；此效应还可以被IL-22协同诱导。MMP-10的诱导增高可以导致胃黏膜细菌定植量增加以及炎症增强。这种增强的炎症是以CD8+T细胞浸润为特征的，且CD8+T细胞的浸润是受到胃上皮细胞分泌的MMP-10-CXCL16轴的调控。同时，在MMP-10的作用下，其可以导致胃黏膜抗菌蛋白Reg3a、细胞连接相关蛋白E-cadherin 和zonula occludens-1的表达降低，因此导致胃黏膜的宿主防御功能降低损伤。.科学意义：我们的研究揭示了关于幽门螺杆菌、IL-22、胃上皮细胞、MMP-10以及CD8+T细胞等在胃黏膜微环境中共同参与的介导细菌感染慢性化以及炎症持续化的病理性调控效应机制。相关研究为靶向MMP-10相关病理通路的治疗幽门螺杆菌感染相关疾病的策略提供了理论基础。