研究簡(jiǎn)介:本研究通過(guò)開(kāi)發(fā)一種新型的人胃上皮細胞球體與單核細胞衍生樹(shù)突狀細胞（MoDCs）的共培養模型，揭示了胃上皮細胞在幽門(mén)螺桿菌（Helicobacter pylori）感染下通過(guò)趨化因子依賴(lài)性機制主動(dòng)募集樹(shù)突狀細胞（DCs）的現象。這一發(fā)現為理解胃黏膜免疫反應提供了新的視角，并為研究幽門(mén)螺桿菌感染的免疫機制提供了有力的實(shí)驗工具。幽門(mén)螺桿菌是全球范圍內導致慢性胃炎、消化性潰瘍病和胃癌的主要病原體。胃黏膜中的樹(shù)突狀細胞（DCs）作為抗原遞呈細胞，在啟動(dòng)適應性免疫反應中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而，胃黏膜中DCs如何被募集并與胃上皮細胞相互作用的機制尚不清楚。本研究通過(guò)構建胃上皮細胞球體與MoDCs的共培養模型，模擬了胃黏膜的生理環(huán)境，為研究胃上皮細胞與免疫細胞的相互作用提供了新的平臺。胃上皮細胞球體通過(guò)顯微注射感染幽門(mén)螺桿菌，并與MoDCs共培養。

結果顯示，MoDCs能夠自發(fā)遷移到胃上皮細胞的基底側，并與上皮細胞建立緊密接觸。此外幽門(mén)螺桿菌感染顯著(zhù)增加了DCs的募集，這一過(guò)程涉及多種趨化因子的上調，包括CXCL1、CXCL16、CXCL17和CCL20。這些趨化因子在未感染的胃上皮細胞中也有基礎分泌水平，但在感染后顯著(zhù)上調，表明幽門(mén)螺桿菌感染通過(guò)增強上皮細胞趨化因子的分泌來(lái)促進(jìn)DCs的募集。此外研究還發(fā)現，與幽門(mén)螺桿菌感染的胃上皮細胞球體共培養的MoDCs能夠吞噬幽門(mén)螺桿菌，這進(jìn)一步證實(shí)了胃上皮細胞與DCs之間的相互作用有助于病原體的采樣和免疫監視。通過(guò)對人體胃組織樣本的分析，研究人員發(fā)現幽門(mén)螺桿菌感染的胃組織中趨化因子表達增強，且DCs與上皮細胞的接觸增加，這與體外共培養模型的結果一致。

本研究的創(chuàng )新之處在于開(kāi)發(fā)了一種能夠模擬胃黏膜生理環(huán)境的共培養模型，該模型不僅允許免疫細胞與胃上皮細胞的直接相互作用，還能夠支持幽門(mén)螺桿菌的長(cháng)期感染。這一模型為研究胃黏膜免疫反應提供了新的工具，并為理解幽門(mén)螺桿菌感染的免疫機制提供了新的視角。

Unisense微電極系統的應用

Unisense微電極應用于精確測量微小空間內的氧濃度。使用直徑為25微米的OX-25克拉克型氧微電極，通過(guò)電機控制的微機械手將電極放置在胃上皮細胞球體的表面或內部，從而測量球體腔內的氧濃度分布。微電極測量的氧濃度數據表明，胃球體內部的微環(huán)境與人體胃黏膜的生理條件相似。這種低氧環(huán)境不僅支持幽門(mén)螺桿菌的生長(cháng)，還可能影響胃上皮細胞的代謝和功能。通過(guò)模擬這種生理條件，研究人員能夠更準確地研究幽門(mén)螺桿菌感染對胃上皮細胞的影響，以及樹(shù)突狀細胞（DCs）在感染中的募集和功能。

實(shí)驗結果

通過(guò)構建一種新型的人胃上皮細胞球體與單核細胞衍生樹(shù)突狀細胞（MoDCs）的共培養模型，揭示了胃上皮細胞在幽門(mén)螺桿菌（Helicobacter pylori）感染下通過(guò)趨化因子依賴(lài)性機制主動(dòng)募集樹(shù)突狀細胞（DCs）的現象，并闡明了其潛在的分子機制。上皮細胞能夠通過(guò)分泌趨化因子主動(dòng)募集樹(shù)突狀細胞（DCs）。在穩態(tài)條件下，未感染的胃上皮細胞球體已經(jīng)能夠分泌多種趨化因子（如CXCL1、CXCL8、CCL20等），并吸引MoDCs向其遷移。這表明胃上皮細胞與免疫細胞之間的相互作用是動(dòng)態(tài)的，并且在沒(méi)有感染的情況下也存在免疫監視機制。幽門(mén)螺桿菌感染顯著(zhù)增強了胃上皮細胞對DCs的募集能力。研究通過(guò)共培養實(shí)驗和趨化因子分析發(fā)現，感染后胃上皮細胞分泌的趨化因子（如CXCL1、CXCL16、CXCL17、CCL20等）顯著(zhù)上調。這些趨化因子的上調直接促進(jìn)了DCs向胃上皮細胞的遷移，從而增強了免疫細胞在感染部位的聚集。對幽門(mén)螺桿菌感染的人體胃組織樣本的分析，研究發(fā)現感染部位的趨化因子表達顯著(zhù)增強，且DCs與胃上皮細胞的接觸增加。這表明體外共培養模型的結果與體內實(shí)際情況一致，進(jìn)一步驗證了研究結論的可靠性。

圖1、MoDC與胃上皮細胞球體共培養后會(huì )自發(fā)遷移到胃上皮細胞的基外側。(A)DC-上皮球體共培養模型的圖示。(B)代表性培養板底部的熒光共聚焦圖像顯示了積聚細胞的Matrigel邊界。藍色，CellTracker DeepRed標記的DC；紅色，表達mCherry的球形細胞。標尺：200μm。(C)具有代表性的胃球體，周?chē)蠧ellTracker Green標記的MoDCs。相位對比圖像與綠色熒光圖像的合并。箭頭表示累積的MoDCs。比例尺：200μm。(D)對延時(shí)圖像的粒子追蹤分析顯示，DC軌跡指向球體。虛線(xiàn)表示球體的位置。圖像由EVOS FL Auto系統以10倍物鏡采集，代表4個(gè)獨立實(shí)驗。(E)表達mCherry的胃球體和細胞追蹤DeepRed標記的MoDCs(藍色)的延時(shí)共焦成像顯示MoDCs被快速募集到球體中。共培養開(kāi)始后不同時(shí)間點(diǎn)獲得的單張圖像和8小時(shí)后獲得的50張切片的Z疊投影(右圖，步長(cháng)10μm)。