ผลกระทบของยีน flaA และ fliD ของเชื้อ Helicobacter pylori ต่อการตายของเซลล์มะเร็งเยื่อบุกระเพาะอาหาร

Abstract

เชื้อ Helicobacter pylori เป็นแบคทีเรียก่อโรคในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ที่มีความสำคัญทางคลินิก การติดเชื้อ H. pylori มีความสัมพันธ์กับการเกิดเป็นโรคมะเร็งกระเพาอาหาร เนื่องจากเชื้อมีปัจจัยความรุนแรงในการก่อโรคหลายชนิด อาทิ ความสามารถในการสร้างเอนไซม์ยูรีเอสปริมาณมาก การสร้างสารพิษประเภท CagA และ VacA การใช้แฟลเจลลาในการเคลื่อนที่แบบควงสว่านเข้าสู่ชั้นเยื่อเมือกของกระเพาะอาหาร การยึดเกาะกับเซลล์เยื่อบุกระเพาะอาหาร รวมทั้งการกระตุ้นให้เซลล์เกิดการตายแบบอะพอพโทซิสที่นำมาสู่การพัฒนากลายเป็นโรคมะเร็งกระเพาะอาหารได้ แฟลเจลลาของเชื้อ H. pylori มีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่และเป็นสารที่ใช้ในการยึดเกาะที่สำคัญของเชื้อ อีกทั้งยังถูกสันนิษฐานว่าอาจมีส่วนกระตุ้นในการทำให้เซลล์เยื่อบุผิวเกิดการตาย การควบคุมการสร้างและการทำงานของแฟลเจลลาเกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของยีนหลายชนิด โดยมียีน flaA ทำหน้าที่ควบคุมการสร้างโปรตีนแฟลเจลลินหลักของแฟลเจลลา และยีน fliD ทำหน้าที่ควบคุมการสร้าง capping protein หุ้มส่วนปลายของแฟลเจลลา การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลกระทบของยีน flaA และยีน fliD ของเชื้อ H. pylori ต่อการเคลื่อนที่ของเชื้อ การยึดเกาะและการกระตุ้นให้เกิดการตายแบบอะพอพโทซิสของเซลล์เยื่อบุผิว Human gastric adenocarcinoma (AGS) โดยทำการศึกษาลักษณะของสายแฟลเจลลาวิธีย้อมด้วยสี leifson-tannic acid fuchsin และด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน เปรียบเทียบกันระหว่างเชื้อ H. pylori สายพันธุ์มาตรฐาน ATCC 43504 และเชื้อ H. pylori สายพันธุ์ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน flaA และ ยีน fliD เชื้อดังกล่าวทั้งหมดยังถูกนำมาทดสอบการเคลื่อนที่ในอาหารกึ่งแข็งกึ่งเหลว และเพาะเลี้ยงร่วมกับเซลล์ AGS เพื่อทดสอบการยึดเกาะกับเซลล์ด้วยวิธี adhesion assay และการกระตุ้นให้เซลล์ที่ติดเชื้อตายด้วยการย้อมสี Annexin/ PI และวัดสัญญาณด้วย flow cytometry พบว่าเชื้อ H. pylori ที่มีการกลายพันธุ์ทั้งสองสายพันธุ์ไม่สามารถสร้างสายแฟลเจลลาที่มีรูปร่างสมบูรณ์ได้ ทั้งนี้เชื้อ H. pylori ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน flaA มีความสามารถในการเคลื่อนที่และการยึดเกาะกับเซลล์ AGS ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่เชื้อ H. pylori ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน fliD สามารถยึดเกาะเซลล์ AGS ได้มากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อ H. pylori สายพันธุ์มาตรฐาน ATCC 43504 จากการเพาะเลี้ยงเชื้อร่วมกับเซลล์ AGS ที่ 24 ชั่วโมง ไม่พบความแตกต่างของการตายของเซลล์ AGS อย่างไรก็ตามที่ 48 ชั่วโมง พบว่าเชื้อ H. pylori ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน flaA สามารถกระตุ้นให้เซลล์ AGS ตายได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยไม่พบความแตกต่างในเชื้อ H. pylori สายพันธุ์ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน fliD จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่ายีน flaA อาจมีผลกระทบต่อการตายของเซลล์ AGS และมีผลต่อความสมบูรณ์ของรูปร่างของแฟลเจลลา การเคลื่อนที่และการยึดเกาะต่อเซลล์ ซึ่งล้วนเป็นกระบวนการที่สำคัญที่นำไปสู่การเกิดพยาธิสภาพของเซลล์เยื่อบุผิวได้ ในขณะที่ยีน fliD มีผลต่อความสมบูรณ์ของรูปร่างของแฟลเจลลา และพบว่าเมื่อถูกรบกวนการแสดงออกของยีน กลับส่งผลให้เชื้อ H. pylori ยึดเกาะกับเซลล์ได้มากขึ้น ทั้งนี้ควรมีศึกษาด้วยเชื้อสายพันธุ์ที่มีการทดแทนด้วยยีนดังกล่าวทั้งสอง รวมไปถึงการทดสอบกลไกระดับโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการตายเพิ่มเติมในอนาคต เพื่อระบุผลกระทบของยีนทั้งสองอย่างชัดเจนต่อไป