Helicobacter pylori induces apoptosis via NF-κB activation in human gastric AGS cells

Abstract

[한글]

Helicobacter pylori (H. pylori)는 비침습성, 그람 음성, 미호기성(microaerophilic) 세균으로, 위염, 소화성 궤양, 위 림프종, 위암의 중요한 원인균으로 여겨지고 있다. 그러나 H. pylori의 질병유발기전에서 위 상피 세포와 상호작용을 통한 위 상피 세포고사와 그에 따른 분자생물학적인 기전에 대해서는 아직 명확하게 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 H. pylori 에 의한 위 상피 세포고사에서 중요한 역할을 하는 것으로 추정되는 NF-κB의 역할을 밝히고자 하였다. 실험 재료로는 인간 위상피 세포주인 AGS를 사용하였으며, NF-κB와 세포고사의 관계를 규명하기 위해 AGS 세포에 NF-κB 아형인 p50에 대한 안티센스 (antisense)를 처리하거나, 돌연변이 IκB-a 유전자를 도입하였다. AGS 세포를 항생제가 없는 배양액에서 H. pylori (NCTC11637, 세균:세포, 300:1)와 24시간 동안 배양한 후, 세포 수 측정, DNA 분절 정량화, Hoechst 염색법으로 세포고사를 측정하였다. 또 다른 지표로 p53, bax, bcl-2의 발현을 역전사중합연쇄법 (RT-PCR)과 웨스턴 블럿법 (Western blotting)으로 측정하였다. 그 결과 H. pylori는 p53과 bax의 증가, bcl-2의 감소를 동반하여 세포고사를 유도함을 관찰할 수 있었다. H. pylori로 유도된 세포고사는 안티센스를 처리하거나, 또는 돌연변이 IκB-a유전자를 도입한 경우 억제된 반면, 센스를 처리하거나, 또는 대조 유전자를 도입한 경우 세포고사가 유도되었다. H. pylori에 의한 p53, bax, bcl-2의 변동도 안티센스를 처리하거나, 또는 돌연변이 IκB-a 유전자 도입으로 억제되었다. 더 나아가 bcl-2 유전자를 과발현 시킴으로 H. pylori로 유도된 세포고사가 감소됨을 확인할 수 있었다. 이상의 결과들을 종합하여 보면 H. pylori는 위 상피 세포에서 NF-κB를 활성화시키고, p53, bax, bcl-2의 조절을 매개하여 세포고사를 유도한다고 생각한다.

[영문]

Helicobacter pylori (H. pylori) causes gastric epithelial cell damage. But thorough investigations into H. pylori-induced apoptosis and subsequent molecular mechanisms are rare. The present study examined the role of NF-κB in H. pylori-induced apoptosis in human gastric epithelial cells. To investigate the relationship between NF-κB and apoptosis, human gastric epithelial cells (AGS) were treated with antisense ODN for NF-κB p50 (AS ODN) subunit or were transfected with a mutated IκB-a gene (MAD-3 mutant). AGS cells were stimulated with H. pylori (NCTC11637) in antibiotic-free culture medium for 24 hr (bacterium:cell, 300:1). Apoptosis was determined by cell counting, quantification of DNA fragmentation, and Hoechst staining. As apoptotic indices, expression of p53, bax and bcl-2 were examined using Western blotting and RT-PCR analysis. As a result, H. pylori induced apoptosis, accompanied with the increase of p53 and bax and decrease of bcl-2. H. pylori-induced apoptosis was inhibited in the cells treated with AS ODN or transfected with a mutated IκB-a gene, while apoptosis was shown in the cells treated with sense ODN of NF-κB p50 subunit (S ODN) or transfected with a control vector (pcDNA-3), by H. pylori. H. pylori-induced alterations of p53, bax and bcl-2 were inhibited in the cells treated with AS ODN or transfected with a mutated IκB-a gene. Moreover, overexpression of bcl-2 attenuated H. pylori-induced apoptosis. These results suggest that H. pylori induces apoptosis in gastric epithelial cells through activation of NF-κB, mediating regulation of p53, bax and bcl-2.