生信学习,咨询,代做,请关注公众号:生信风暴。或添加客服微信:ShengxinBoss1

Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程

前沿科研资讯 管理员 183℃ 0评论
Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程插图

宫颈粘膜是防止入侵病原体侵入女性上生殖道的保护屏障,经常受到入侵病原体和生态失调的挑战。子宫颈包括由层状鳞状上皮衬里的宫颈外膜,其突出到阴道内,以及由柱状上皮衬里的宫颈内膜,与子宫形成连续体。外胚层和宫颈内膜在鳞状体过渡带合并,这些部位高度易发生肿瘤前鳞状化生,这是宫颈癌的前兆,宫颈癌是全球第四大女性常见癌症,起源于鳞状分层上皮。

 

HPV(人乳头瘤病毒)和细菌病原体沙眼衣原体是高度普遍的性传播感染之一。HPV长期以来一直被确定为宫颈癌发生的致病因子,虽然超过80%的女性在其一生中遇到过HPV感染,但只有不到2%的女性患上宫颈癌。人乳头瘤病毒属于乳多空病毒科乳头瘤空泡病毒A属,是球形DNA病毒,能引起人体皮肤黏膜的鳞状上皮增殖。症状表现为寻常、生殖器疣等。随着性病中尖锐湿疣的发病率急速上升和宫颈癌、肛门癌等的增多,HPV感染越来越引起人们的关注。

 

Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程插图1

 

在Nature communications子刊中名为Modelling Chlamydia and HPV co-infection in patient-derived ectocervix organoids reveals distinct cellular reprogramming的论文表示,衣原体阻碍了HPV诱导的维持细胞和基因组完整性的机制,包括干细胞中的错配修复,并证明了多重感染的危害以及它们所创造的独特的细胞微环境,可能有助于肿瘤的进展。

 

Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程插图2

 

首先,研究为了克服目前缺乏合适的上皮原代细胞模型来概括人类宫颈外分层上皮和模型疾病的发展,建立了一种成体干细胞衍生的宫颈癌类器官。从健康供体中分离出的宫颈癌干细胞被嵌入Matrigel中以培养3D类器官。或者,它们首先在胶原包衣的细胞培养瓶中培养,具有定义的生长因子混合物以富集干细胞,随后在辐照的小鼠成纤维细胞(J2-3T3)上培养以维持长期培养中的干细胞。这些干细胞用于实验或产生由干细胞和分化细胞组成的成熟宫颈3D类器官。

 

Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程插图3

 

接下来,研究试图将宫颈外类器官建立为沙眼衣原体感染模型,并研究这些类器官是否支持沙眼衣原体感染和发育生命周期。为此,首先在宫颈外类器官中建立了沙眼衣原体感染方案。沙眼衣原体具有双相生命周期。非复制性基本体(EB)感染细胞并转化为非感染性复制网状体(RB)。在离开宿主细胞时,这些RB重新分化为EB以启动新的感染。通过将完整的小类器官(5天龄)与沙眼衣原体EB一起孵育2小时并将其重新接种回基质凝胶以使这些类器官继续生长,实现了hCEcto和hCEcto E6E7类器官的有效感染。此外,研究还进行了感染性测定,以评估沙眼衣原体是否可以通过在类器官内从RB到EB的再分化来完成其发育周期。从1dpi或5dpi的受感染类器官裂解物中获得的EB用于感染HeLa细胞的单层。沙眼衣原体包涵体形成单位的定量显示,与1天相比,感染5天的裂解物的感染性增加了10倍,反映了感染负荷随时间的增加。包涵体大小和感染性后代的显着增加表明沙眼衣原体在宫颈类器官中的复制活性和发育生命周期的完成。

 

Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程插图4

 

由于E2F家族转录因子被沙眼衣原体和合并感染下调,因此研究进一步分析了它们改变调控对衣原体感染细胞的意义。RB样,E2F4,多外阴B类蛋白和二聚化伴侣(DP1)形成DREAM复合物,介导促进静止的基因抑制。DREAM复合体介导的调节的破坏通过失去细胞周期检查点基因表达将平衡从静止切换到增殖,这在癌症中经常观察到。根据分析显示,许多DREAM复合靶基因被衣原体下调,并且在合并感染中,可以防止静止并促进细胞增殖,这可以通过衣原体感染时增加的Ki67 +细胞来证实。值得注意的是,参与DNA修复途径的基因是受衣原体和HPV相反调控的E2F1靶基因之一。

 

Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程插图5

 

此外,研究还试图从机制上理解衣原体和HPV如何调节MMR途径。Rb-E2F和MDM2-p53通路之间存在广泛的串扰,值得注意的是,两者在大多数人类肿瘤中都是有缺陷的,这强调了这些通路在调节重要细胞决策中的关键作用。接下来,使用Nutlin-3a检查了p53稳定对调节MMR基因表达和蛋白质水平的影响,Nutlin-3a抑制了MDM2和p53之间的相互作用以稳定p53。qRT-PCR分析表明,Nutlin-3a和MG-132治疗在沙眼衣原体感染后恢复了MMR基因表达。与对照组相比,乳糖苷治疗中度增加了MLH1表达,但不是MSH6。此外,免疫印迹分析显示,沙眼衣原体诱导的p53降解受到Nutlin-3a和MG-132处理的抑制,而E2F1降解在所有治疗条件下均被降低。值得注意的是,MMR蛋白MLH1和MSH6仅通过用MG-132抑制蛋白酶体活性来恢复。数据显示,衣原体参与p53非依赖性蛋白酶体降解以减少E2F1和MMR蛋白,而E2F1和p53蛋白的恢复挽救了MMR基因的转录抑制。

 

Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程插图6

 

总而言之,宫颈3D类器官提供了急需的近生理体外模型,以研究宫颈生物学的各个方面,包括FRT感染和合并感染的影响及其分子机制。这些类器官的长期培养性和遗传操纵它们的能力为在真实的临床前环境中研究慢性感染的开始、进展和结果开辟了途径。通过利用这一强大的发展,展示了上皮组织,病毒和细菌合并感染的复杂三方相互作用,以及对宿主细胞反应和命运的影响。因此,这项研究超越了最先进的技术,并展示了多发性或序贯感染如何有助于发病机制并驱动细胞走向癌症进展。

转载请注明:智汇基因 » Nature communications:在患者的外子宫颈类器官中建立衣原体和HPV共同感染模型,以此来揭示了不同的细胞重编程

喜欢 (2)
发表我的评论
取消评论
表情

Hi,您需要填写昵称和邮箱!

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址