摘要背景资料:<br> 胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease,GERD)目前定义为胃内容物反流入食管或口腔、咽喉、肺部引起的症状和并发症。在世界范围内, GERD是一种常见的疾病,亚洲相对于其他地区发病率相对较低,也超过了5%,并且在过去的几十年中, GERD的数量仍不断增加。反流性食管炎( reflux esophagitis,RE)是一种常见的消化系统疾病,也是GERD中的一种,RE会产生多种并发症,如食管狭窄、Barrett食管以及食管腺癌。目前,关于RE的发病机理尚未清楚,但是已有研究发现年龄、性别、饮食习惯、幽门螺杆菌感染以及中枢性肥胖都会影响RE的形成,而胃内容物的过度暴露被认为是导致RE产生的主要原因,胃内容物中的氢离子能够扩散到粘膜中,并且导致粘膜组织损伤,因此,对组织内 PH的控制在RE的治疗中非常重要。<br> 烧心和反流是 GERD最典型的症状。烧心定义为胸骨后烧灼感,反流是指胃内容物向咽部或口腔方向流动的感觉。胸痛、上腹痛、上腹烧灼感、嗳气等为GERD的不典型症状。咳嗽、咽喉症状、哮喘、牙蚀症为GERD的食管外症状。<br> 目前,关于RE的治疗主要是通过四个方面,一是减轻胃食管的反流现象,二是降低反流物的酸性,三是促进食管发挥泵作用,四是对食管粘膜进行保护。常用的措施为:基础治疗、药物治疗、内镜治疗以及外科手术治疗等方法。<br> 基础治疗主要是指对生活方式进行改善,包括减轻体质量、抬高床头、戒烟/戒酒、避免睡前进食、避免食用可能诱发反流症状的食物,如咖啡、巧克力、辛辣或酸性食物、高脂饮食。<br> 药物治疗是治疗反流性食管炎最常用的方法,常见的药物有抗酸药、抑制胃酸分泌的药物、促进胃动力的药物;PPI是 GERD治疗的首选药物,单剂量PPI治疗无效可改用双倍剂量,一种 PPI无效可尝试换用另一种 PPI。70%-80%的反流性食管炎患者和60%的非糜烂性反流病患者经过8周PPI治疗后可获得完全缓解。因此 PPI疗程至少8周。对于合并食管裂孔疝的GERD患者及重度食管炎患者,PPI剂量通常需要加倍。<br> GERD的内镜下治疗手段主要分为射频治疗、注射或植入技术和内镜腔内胃食管成形术,但内镜治疗开展时间较短,治疗人群数量有限,其长期有效性有待进一步证实。<br> 外科手术治疗主要用于对于PPI治疗有效但需长期服药的患者,目前最常用的抗反流手术是腹腔镜胃底折叠术。不建议对非酸反流者行手术治疗,研究显示腹腔镜下胃底折叠术能改善酸和弱酸反流,术后有较高的症状缓解率,而弱碱反流在术后反而有所增加。<br> 微小RNA(microRNA,miRNA)是在动植物中广泛存在的一种非编码的小RNA分子,长度约为20-24个核苷酸。它能够与靶向 mRNA的3’非编码区域(untranslated regions,UTR)进行结合,在转录水平将靶基因进行降解,在翻译水平抑制蛋白质的生成。miRNA的主要作用是调节生物在生长发育过程中某些基因的表达,研究发现在肿瘤组织中, miRNA的表达水平往往会出现不同程度的上调或者下调,说明miRNA与肿瘤的发生发展有关。大量研究证明,在每一种癌症的 miRNA的表达谱都可能作为癌症诊断和预后的一种生物标记物。miRNA也能参与调节肠道细胞以及食管鳞状细胞的分化、繁殖和凋亡。miR-133b定位于人类6号染色体 P12.1中,关于 miR-133b在其他组织和癌症中的研究较多,在结肠直肠癌、胃癌、膀胱癌以及肺癌可以作为肿瘤抑癌基因,也可以作为肿瘤致癌基因在调控细胞的生长。然而,目前关于 miR-133b在 RE中的作用并未见报道。<br> 实验目的:<br> 本实验的主要目的是探究miR-133b在HCl诱导的人类食管鳞状细胞Het-1A损伤中的作用。首先,将Het-1A细胞置于HCl中,并探究 HCl对细胞活力以及细胞内miR-133b表达水平的影响;为进一步研究miR-133b在Het-1A细胞中的作用,利用细胞转染技术实现细胞内 miR-133b的表达上调或者下调,并探究miR-133b的表达异常对细胞活力、细胞凋亡以及凋亡相关因子的影响;最后,研究 miR-133b对细胞内细胞外信号调节激酶( extracelliar signal-regulated kinase,ERK)和磷酯酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信号通路的影响,为了解miR-133b在Het-1A细胞中的作用机制奠定了基础。<br> 实验方法:<br> 在研究 HCl对食管鳞状细胞 Het-1A活力和细胞中 miR-133b的表达水平的影响时,首先利用HCl诱导细胞,诱导时间分别为0 min、5 min、15 min和30 min,然后用四甲基偶氮唑盐(Methyl Thiazolyl Tetrazolium,MTT)检测细胞活力,最后利用实时定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)检测HCl诱导30 min后的细胞和对照组细胞中miR-133b的表达水平。<br> 在研究 miR-133b在食管鳞状细胞 Het-1A中的作用时,首先利用细胞转染技术将 miR-133b mimic、miR-133b inhibitor以及各自的对照 mimic control、inhibitor control转染到食管鳞状细胞 Het-1A中,并利用实时定量 PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)检测转染效果,然后采用四甲基偶氮唑盐法(Methyl Thiazolyl Tetrazolium,MTT)、流式细胞术以及蛋白质印迹法(Western blot)对细胞活力、细胞凋亡以及凋亡相关蛋白因子 Caspase-3、Fas和p53的表达水平进行检测。<br> 在研究 miR-133b对细胞中 PI3K/AKT和 ERK1/2信号通路的影响时,我们将实验组细胞分为三组,分别用 HCl处理30 min,利用细胞转染技术分别转入miR-133b mimic或miR-133b mimic+inhibitor,再利用Western blot分别检测细胞中PI3K/AKT和ERK1/2信号通路中的蛋白表达水平。<br> 实验结果:<br> HCl对食管鳞状细胞 Het-1A活力和细胞中miR-133b的表达水平的影响:实验结果显示,利用 HCl诱导食管鳞状细胞 Het-1A能够降低细胞活力,并且呈现一定时间依赖关系,在0-30 min内,随着培养时间的增加,细胞活力降低,当诱导30 min后细胞活力显著下降(P<0.05);qRT-PCR检测诱导30 min后细胞中miR-133b的表达水平发现,miR-133b的表达水平与对照组相比显著上调( P<0.001)。<br> miR-133b在食管鳞状细胞 Het-1A中的作用:实验结果表明,当转入miR-133b mimic后,Het-1A细胞中miR-133b的表达水平显著上调(P<0.01),而当转入miR-133b inhibitor后,miR-133b的表达水平显著下调(P<0.001);对细胞活力进行检测发现,当培养到第3和4天时,转染miR-133b inhibitor的细胞活力与对照相比出现显著上调(P<0.01),而在转染miR-133b mimic的细胞活力与对照相比出现明显下调(P<0.01);利用流式细胞仪对细胞凋亡情况进行检测发现,细胞中miR-133b表达上调后,细胞的凋亡水平显著升高(P<0.001),而当细胞中 miR-133b表达下调后,细胞的凋亡水平显著下降(P<0.05);对细胞凋亡因子的表达水平进行检测发现,在 miR-133b表达上调的细胞中, Cleaved-caspase-3、Fas以及p53的蛋白水平与对照组mimic control相比显著上调(Cleaved-caspase-3和Fas:P<0.01;p53:P<0.001),在miR-133b表达下调的细胞中,Cleaved-caspase-3、Fas以及 p53的蛋白水平与对照组 inhibitor control相比均出现显著下调(Cleaved-caspase-3和p53:P<0.05;Fas:P<0.01)。<br> miR-133b对细胞中信号通路的影响:结果发现,用HCl处理细胞30 min后,细胞中p-ERK1/2、p-AKT和p-PI3K的表达水平均降低,在转入miR-133b mimic的细胞中,细胞中p-ERK1/2、p-AKT和p-PI3K表达水平同样降低,当在细胞中同时转入miR-133b mimic+inhibitor后,细胞中p-ERK1/2、p-AKT和p-PI3K表达水平又出现增加;对Western blot结果进行统计分析发现,在用HCl诱导和转入 miR-133b mimic的 Het-1A细胞中,p-ERK1/2的表达水平与空白对照相比显著降低(P<0.01),p-AKT的表达水平与空白对照相比出现显著下调(P<0.001或P<0.01),p-PI3K表达水平也明显下降(P<0.05或P<0.01),当我们向细胞中同时转入miR-133b mimic+inhibitor后,p-ERK1/2、p-AKT和p-PI3K表达水平显著上调(P<0.001或P<0.01)。<br> 实验结论:<br> 本论文主要研究 miR-133b在 HCl诱导的食道鳞状细胞 Het-1A损伤中的作用,通过三个方面的研究,我们可以得出以下结论:<br> 1.HCl能够降低食道鳞状细胞 Het-1A的活力并且能够显著上调细胞中miR-133b的表达水平;<br> 2.miR-133b的表达水平下调能够增强细胞的活力,降低细胞凋亡水平和凋亡相关因子的表达,反之,当miR-133b的表达水平上调,又会降低细胞的活力,增强细胞的凋亡和凋亡相关因子的表达;<br> 3.miR-133b mimic与 HCl都能够抑制p-ERK1/2、p-AKT和p-PI3K的表达,而miR-133b inhibitor能够减轻miR-133b mimic的这种作用。<br> 本实验中,利用HCl成功构建了食道鳞状细胞损伤模型,并且发现miR-133b的表达出现异常,进一步研究发现,miR-133b可能是Het-1A细胞活力和凋亡的一个关键的调节因子,miR-133b的表达下调可能通过上调ERK和AKT/PI3K信号通路的活性来减轻 HCl诱导带来的细胞损伤,这也为我们深入研究 miR-133b在Het-1A细胞中的作用机制奠定了基础,也为我们治疗反流性食管炎提供了新的方向。
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