牙龈卟啉单胞菌入侵血管内皮细胞的实验研究

目的:体外观察牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)增殖的影响,观察Pg对HUVEC的入侵能力,从而探讨Pg对内皮细胞功能损伤的途径,以期为牙周病在动脉粥样硬化(Atherosclerosis,As)发病机制中的作用提供依据。方法:用感染复数(multiplicity of infection,MOI)1:10,1:100PgATCC33277分别干预HUVEC 4h、8h、12h、24h,未受Pg ATCC33277干预的HUVEC作为阴性对照组,倒置显微镜下观察HUVEC形态,CCK-8法测定HUVEC细胞的增殖情况,透射电镜下观察Pg ATCC33277对HUVEC的入侵情况。结果:在24h内,与对照组相比,受Pg ATCC33277感染的HUVEC的细胞形态未见明显影响,仍呈典型的"铺路石"单层贴壁生长,Pg ATCC33277对HUVEC细胞增殖未见明显影响,透射电镜下观察发现Pg ATCC33277可以黏附HUVEC细胞膜表面,入侵HUVEC,直接定植或以空泡的形式存在于细胞的胞质中。结论:Pg可以入侵内皮细胞,以在细胞内定植的方式逃避宿主的防御反应,内皮细胞的形态和增殖未见明显改变,从而形成第二次慢性感染过程,进一步影响内皮细胞正常功能的发挥。     

牙龈卟啉单胞菌对人脐静脉内皮细胞一氧化氮生成的影响

目的 观察牙龈卟啉单胞茵(Porphyromonas gingivalis,Pg)对人脐静脉内皮细胞皮细胞功能损伤的途径,以期为牙周病在动脉粥样硬化发病机制中的作用提供依据.方法 应用厌氧罐培养Pg ATCC33277,用感染复数(multiplicity of infection,MOI)1:10、1:100、1:1000的Pg干预HUVEC,未受Pg干预的HUVEC作为阴性对照组,分别于4、8、12、24 h时收集细胞上清液,利用硝酸还原酶法测定细胞上清液中NO的浓度.结果 在24 h内,Pg MOI 1:10、1:100均能促进HUVEC NO的生成,与阴性对照组相比差异有统计学意义(P＜0.05);Pg MOI 1:1000干预HUVEC后,12 h内可促进HUVEC NO的生成,但与阴性对照组相比差异无统计学意义,24 h时HUVEC NO的生成降低[(57.83±9.09)mmol/L],与其他各组相比差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 Pg对内皮细胞NO的生成有影响.Pg MOI 1:10、1:100能够促进内皮细胞NO的生成,Pg MOI 1:1000则抑制内皮细胞NO的生成.     

牙龈卟啉单胞菌感染MG63细胞对细胞周期的影响

目的:通过体外建立牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)感染MG63细胞模型,探讨P. gingivalis ATCC 33277菌株感染MG63细胞对细胞周期的影响及发生机制。方法:P. gingivalis ATCC 33277菌株感染MG63细胞,MTT法检测细胞的增殖,流式细胞仪检测细胞周期的分布,实时定量PCR和蛋白印记方法检测Cyclin D、Cyclin E的表达。结果:MOI为100∶1,P. gingivalis ATCC 33277菌株感染MG63细胞,能够抑制细胞增殖,同时导致细胞在G1期发生停滞,Cyclin D、Cyclin E基因和蛋白在24 h、48 h均有明显下降,与对照组相比有统计学差异。结论:牙龈卟啉单胞菌感染MG63细胞Cyclin D、Cyclin E基因和蛋白表达下调,抑制细胞的增殖,导致细胞停滞在G1期。     

牙龈卟啉单胞菌感染对血管内皮细胞与单核细胞黏附的影响

目的：研究Pg感染对人脐静脉内皮细胞（HUVEC）与单核细胞黏附的影响。方法：建立Pg感染HUVEC细胞株EA．hy926的体外模型,虎红染色法观察Pg381和Pg33277菌株感染HUVEC 6 h和24 h后,HUVEC与人单核细胞株THP-1细胞黏附量的变化。结果：培养6 h时Pg381感染组的THP-1细胞黏附量相对值为0．210±0．025,高于Pg33277感染组（0．078±0．024,P＜0．05）和空白对照组（0．062±0．022,P＜0．05）,Pg33277感染组和空白对照组无差异。24 h时3组间无差异（P＞0．05）。结论：Pg381感染HUVEC后能显著促进其与单核细胞的黏附。     

牙龈卟啉单胞菌对人滋养层细胞增殖及凋亡的影响

目的:检测牙龈卟啉单胞菌感染对人胎盘滋养层细胞(HTR-8细胞)增殖以及凋亡的影响。方法:用不同感染复数(MOI)的牙龈卟啉单胞菌体标准菌ATCC 33277体外感染HTR-8细胞,未感染牙龈卟啉单胞菌的HTR-8细胞作为空白对照组。感染后,用Cell Counting Kit(cck-8)检测HTR-8细胞增殖情况,用线粒体膜电位凋亡检测试剂(JC-1)检测HTR-8细胞凋亡情况。结果:MOI=10组,感染72 h内,HTR-8细胞增殖未受抑制(P>0.05)。而MOI=100组和MOI=200组,感染24 h开始,HTR-8细胞增殖受到明显抑制(P<0.01)。并且与MOI=100组相比,MOI=200组在感染48 h(P<0.05)和72 h(P<0.01)时,HTR-8细胞增殖明显降低。牙龈卟啉单胞菌感染24 h,MOI=200组HTR-8细胞凋亡率显著高于空白对照组(P<0.01)。感染48 h,MOI=100组HTR-8细胞凋亡率显著高于对照组(P<0.01)。MOI=10组在感染24 h和48 h时细胞凋亡率与空白对照组相比差异无统计学意义。结论:在体外感染模型中,牙龈卟啉单胞菌标准菌ATCC 33277感染可抑制滋养层细胞增殖,且促进其凋亡。提示早产低体重儿与牙龈卟啉单胞菌感染引起滋养层细胞增殖和凋亡失衡有关。     

不同fimA基因型牙龈卟啉单胞菌对人脐静脉内皮细胞产生血管细胞黏附分子1和细胞间黏附分子1的影响

目的 观察不同fimA基因型牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)产生血管细胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)和细胞间黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)的影响,探讨Pg在动脉粥样硬化发生、发展中的可能作用.方法 实验分别以PgATCC33277 (Ⅰ fimA ) 、WCSP115 (Ⅱ fimA)、W83 (Ⅳ fimA)和大肠杆菌脂多糖刺激HUVEC作为T1、T2、T3组(3个实验组)和阳性对照组,未受刺激的HUVEC作为阴性对照组;标准条件下厌氧培养上述3型Pg,将其以及大肠杆菌脂多糖分别与 HUVEC共同孵育2、6、24 h,采用流式细胞术检测HUVEC表面ICAM-1和VCAM-1的蛋白表达量,并通过激光共聚焦显微镜观察ICAM-1和VCAM-1的表达分布情况.结果 Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ fimA型Pg刺激HUVEC后,细胞表面ICAM-1表达均增强(P<0.05),2、6、24 h表达量分别为Ⅰ fimA:60.27±5.43、80.81±1.44、85.94±2.56;Ⅱ fimA:86.69±8.81、90.19±0.00、96.18±0.48,Ⅳ fimA:59.66±0.40、85.79±4.86、96.04±2.07.除2 h时ⅠfimA与Ⅳ fimA型Pg刺激的HUVEC表面ICAM-1表达量差异无统计学意义外,其他各时间点Ⅱ、Ⅳ fimA型Pg的刺激作用均强于Ⅰ fimA型Pg(P<0.05).本研究条件下,Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ fimA型Pg刺激HUVEC后2、6、24 h表达VCAM-1的水平均较低,各实验组与对照组间相比差异均无统计学意义(P>0.05).激光共聚焦显微镜观察显示,Pg刺激下HUVEC表达ICAM-1和VCAM-1增加,在Ⅱ、Ⅳ fimA型Pg刺激下,HUVEC中ICAM-1和VCAM-1荧光点相对较多且分布范围广.结论 牙周主要致病菌Pg毒力和致病性与其fimA基因型相关,Ⅱ fimA和Ⅳ fimA型Pg 有较强的上调HUVEC表达细胞黏附分子的能力,可能导致血管内皮功能紊乱.

Abstract：

Objective To investigate the effect of Porphyromonas gingivalis(Pg) with different fimA genotypes on vascular cell adhesion molecule-1(VCAM-1) and intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1) production by human umbilical vein endothelial cells(HUVEC). Methods In the present study, PgATCC33277(type Ⅰ fimA genotype), WCSP 115(type Ⅱ fimA genotype), W83(type Ⅳ fimA genotype), and Escherichia coli-lipopolysaccharide (Ec-LPS) were designed as experimental group 1, 2, 3, and positive control group, respectively, to stimulate HUVEC, and the un-stimulated HUVEC were analyzed as negative control group. The three strains of Pg were cultured anaerobically in standard condition, and then the Pg cells and Ec-LPS were co-cultured with HUVEC for 2, 6, and 24 h, respectively. The amount of ICAM-1 and VCAM-1 produced by HUVEC was detected with flow cytometry(FCM). The expression of ICAM-1 and VCAM-1 by HUVEC were assayed with confocal laser scanning microscope(CLSM). ResultsThe expression of ICAM-1 on the surface of HUVEC were intensified after infected by Pg with Ⅰ, Ⅱ, and Ⅳ fimA genotypes (P<0.05). The amounts of ICAM-1 were 60.27±5.43, 80.81±1.44, and 85.94±2.56 for Pg with type Ⅰ fimA genotype, 86.69±8.81, 90.19±0.00, and 96.18±0.48 for Pg with type Ⅱ fimA genotype, 59.66±0.40, 85.79±4.86, and 96.04±2.07 for Pg with type Ⅳ fimA genotype at 2, 6 and 24 h after infection, respectively. The up-regulation effects caused by Pg with type Ⅱ and Ⅳ fimA genotypes were stronger than those caused by Pg with type Ⅰ fimA genotype at different time points except at 2 h(P<0.05). Under the present experimental condition, infected by Pg with type Ⅰ, Ⅱ and Ⅳ fimA genotypes stimulated low expression of VCAM-1 by HUVEC, it showed no significant differences among all the groups (P>0.05). Expression of ICAM-1 and VCAM-1 in Pg infected HUVEC were confirmed by CLSM. Infection of HUVEC with Pg resulted in more fluorescence staining of ICAM-1 and VCAM-1 compared with that in uninfected HUVEC cultures. Conclusions The virulence and pathogenicity of Pg is associated with its fimA genotypes, Pg with type Ⅱ and Ⅳ fimA genes possess stronger ability to stimulate HUVEC to up-regulate the expression of cell adhesion molecules, which may lead to disorders in vascular endothelial function.     

牙龈卟啉单胞菌影响血管内皮细胞增殖和凋亡的实验研究

目的 观察牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivatis,Pg)对血管内皮细胞增殖和凋亡的影响,探讨Pg在动脉粥样硬化发病机制中的作用.方法 建立体外Pg侵入血管内皮细胞模型,甲基噻唑基四唑(MTT)法观察细胞增殖,碘化丙啶染色、流式细胞仪分析细胞周期,Annexin-V-FITC凋亡试剂盒检测细胞凋亡.结果 PgATCC33277侵入后72 h细胞增殖活性降低12.46%,Pg W83侵入后72 h细胞增殖活性降低10.47%(F=786.68,P<0.01);Pg W83侵入后24 h使G1期细胞增加(F=43.23,P<0.01),ATCC 33277侵入后48 h使G1期细胞增加(F=66.72,P<0.01);Pg侵入后24 h即诱导细胞凋亡(F=1074.56,P<0.01).结论 Pg可能通过细胞毒性及诱导凋亡作用,加重血管内皮细胞的局部炎性反应,在动脉粥样硬化炎性病理反应中有重要意义.     

四种牙周致病菌侵入血管内皮细胞能力的体外研究

目的 研究和比较4种常见牙周致病菌Pg33277、Pi25611、Aa29522和Fn10953黏附和侵入人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)的能力,为深入探讨牙周致病菌感染HUVEC在促进动脉粥样硬化发生、发展中的作用奠定初步基础.方法 建立牙周致病菌感染HUVEC的体外模型,采用扫描电镜、抗生素保护-菌落计数法观察以上牙周致病菌黏附和侵入HUVEC的能力.结果扫描电镜结果表明Pg33277、Pi25611、Aa29522和Fn10953均可黏附于HUVEC;抗生素保护法结果发现Pg33277、Pi25611、Aa29522和Fn10953均可侵入HUVEC,细菌侵入量分别为(0.8±0.1)×10~8、(4.1±0.5)×10~6、(1.6±0.3)×10~6、(5.0±0.4)×10~6CFU/L,侵入率分别为(0.400±0.050)%、(0.021±0.003)%、(0.008±0.002)%和(0.025±0.002)%,Pg33277侵入能力远较其他3种牙周致病菌强(P＜0.001),其余3种牙周致病菌间的侵入能力差异无统计学意义(P＞0.05).结论 4种常见牙周致病菌Pg33277、Pi25611、Aa29522和Fn10953均可黏附和侵入HUVEC,Pg33277侵入能力最强,这可能为其进一步发挥相关的生物学作用奠定基础.     

不同fimA基因型牙龈卟啉单胞菌对牙龈成纤维细胞表达白细胞介素-8的影响

目的:研究不同fimA基因型牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis, Pg)对人牙龈成纤维细胞表达IL- 8的影响,探讨fimA基因型与Pg致病力差异之间的关系.方法: Pg ATCC 33277(Ⅰ型),WCSP115(Ⅱ型),WCSP1.5(Ⅲ型),W83(Ⅳ型)分别与牙龈成纤维细胞在标准条件下共同孵育,于孵育后1、3、6、12 h收集细胞和上清,应用实时荧光定量RT- PCR和ELISA法分别检测牙龈成纤维细胞IL- 8 mRNA和蛋白的动态表达.结果:与对照组比较,各fimA型Pg对牙龈成纤维细胞IL- 8 mRNA和蛋白的表达均有明显的促进作用(P<0.01);其中ⅡfimA型组IL- 8 mRNA和蛋白的表达量明显高于其它fimA型组,不同时间点IL- 8 mRNA相对表达量分别为20.42±2.21～103.01±12.50,蛋白分泌水平为(137.46±4.97～323.24±13.74) pg/ml;而Ⅲ fimA型Pg组的表达水平弱于其它fimA型组,IL- 8 mRNA相对表达量为3.61±0.39～12.88±1.56,蛋白分泌水平为(44.83±3.68～189.19±87.34) pg/ml, 差异有统计学意义(P<0.05).结论:Pg可促进牙龈成纤维细胞IL- 8 mRNA和蛋白的表达,且各fimA型Pg的促进作用有所差异.提示: fimA基因型的不同可能是Pg的致病力差异的基因基础.     

不同fimA基因型牙龈卟啉单胞菌刺激牙龈成纤维细胞后单核细胞趋化蛋白1的表达

目的 比较不同fimA基因型牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)刺激下人牙龈成纤维细胞单核细胞趋化蛋白1 mRNA和蛋白的表达水平,比较不同fimA基因型Pg毒力和致病性的差异.方法 Pg ATCC 33277(Ⅰ型,T1组),WCSP115(Ⅱ型,T2组),WCSP1.5(Ⅲ型,T3组),W83(Ⅳ型,T4组)分别与牙龈成纤维细胞在标准条件下共同孵育,对照组加入2 ml达尔伯克氏改良伊格尔培养基,每组3孔.分别于孵育后1、3、6和12 h收集细胞和上清液,应用实时荧光定量反转录聚合酶链反应(RT-PCR)和ELISA法分别检测牙龈成纤维细胞单核细胞趋化蛋白1 mRNA和蛋白的动态表达.结果 与对照组比较,各fimA型Pg刺激下牙龈成纤维细胞单核细胞趋化蛋白1 mRNA和蛋白水平的表达量均明显上调(P<0.05);其中T2组Pg的刺激作用强于其他各型,不同时间点单核细胞趋化蛋白1 mRNA相对表达量分别为(25.75±3.12)～(326.69±35.35),蛋白分泌水平为(178.20±46.20)～(443.46±82.19)ng/L;而T3组Pg弱于其他各型,单核细胞趋化蛋白1 mRNA相对表达量为(4.16±0.82)±(94.17±18.56),蛋白分泌水平为(86.95±23.90)～(264.01±28.59)ng/L,差异有统计学意义(P<0.05).结论 Pg可诱导牙龈成纤维细胞mRNA和蛋白水平过表达单核细胞趋化蛋白1,提示fimA基因型的不同可能与Pg的毒力和致病性存在相关性.