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目的:Barrett’s食管(Barrett’s Esophagus,BE)是发生于食管下段鳞柱状交界区的鳞状上皮被单层柱状上皮所替代的一种病理现象,常伴有肠上皮化生,是一种公认的食管腺癌的癌前病变。研究证实胆汁反流能够上调肠型分化标志物尾侧型同源盒转录因子-2(Caudal-related homeobox transcription factor-2,CDX2)的表达,从而促进BE的发生、发展,但具体机制不清。我们的前期研究发现脱氧胆酸(Deoxycholic acid,DCA)刺激正常食管上皮细胞过程中伴随着细胞内钙的增高,并促进正常食管上皮细胞中CDX2的表达。这一结果提示细胞内钙活化可能参与上调CDX2的表达。提示参与调控细胞内钙活化的离子通道在这一事件中起着举足轻重的作用。钙离子是细胞内重要的第二信使,参与了细胞多种生理与病理过程。钠钙交换体亚型1(Na+/Ca2+exchanger1,NCX1)是调控细胞内外钙平衡的重要离子通道之一。我们既往的研究发现,NCX1参与调控肝癌细胞内钙重构并促进肝癌细胞的增殖、分化。G蛋白偶联胆汁酸受体(G-protein-coupled bile acid receptor 1,TGR5)是DCA的重要受体,其在消化道中发挥重要作用,DCA可通过激活TGR5从而激活相关下游信号通路。因此本研究旨在探讨TGR5/NCX1/Ca2+通路在DCA刺激下调控食管细胞肠化的潜在机制,以期为以NCX1为靶点的Barrett食管的防治提供新的理论依据。方法:(1)免疫组化及western blot技术检测比较人正常食管黏膜组织与BE食管黏膜组织,正常食管细胞系HEEC和食管腺癌细胞系OE19中TGR5、NCX1、p-P65的表达变化,统计分析TGR5、NCX1、p-P65的表达水平以及相关性。(2)钙离子像系统检测比较正常食管细胞与食管腺癌细胞在DCA刺激下,细胞内Ca2+的变化的差异,从功能角度揭示NCX1从正常向BE发展中的角色转变。(3)Western bolt技术检测比较正常食管细胞与食管腺腺癌细胞在NCX1活化后下游相关信号通路变化的差异,筛选最为重要的信号通路及靶基因。(4)通过NCX1过表达、信号通路抑制剂等反向验证NCX1及其下游调控通路在NCX1促进BE中的重要作用。结果:(1)(1)NCX1蛋白在人正常食管黏膜组织、BE食管黏膜组织、正常食管上皮细胞、食管腺癌细胞中均有表达,在BE食管黏膜组织中其表达显著上调(P<0.05),食管腺癌中NCX1表达显著高于正常食管细胞(P<0.05)。(2)TGR5受体蛋白在人正常食管黏膜组织、BE食管黏膜组织、正常食管上皮细胞、食管腺癌细胞中均有表达,且在BE食管黏膜组织中其表达显著上调(P<0.05),在食管腺癌细胞系中表达明显上调,其主要表达于细胞膜与细胞质中(P<0.05)。(3)p-P65蛋白在人正常食管黏膜组织、BE食管黏膜组织均有表达,较正常食管黏膜组织,p-P65在BE食管黏膜组织中表达明显上调(P<0.05),且主要表达于细胞核内。(4)CDX2蛋白表达于BE食管黏膜组织和食管腺癌细胞(P<0.05)。(5)在BE黏膜组织中TGR5与NCX1、CDX2表达均呈正相关,NCX1与CDX2表达呈正相关,p-P65与CDX2表达呈正相关(P<0.05)。(2)(1)在2 mM外Ca2+环境下,DCA、PMA刺激后,正常食管细胞和食管腺癌细胞中Ca2+大幅度升高,且DCA刺激呈浓度依赖性,在食管腺癌细胞系中上升幅度更大(P<0.05)。(2)在0 mM Ca2+环境下,DCA、PMA刺激均未引起细胞内Ca2+浓度的变化。(3)在给予钙池依赖性钙通道SOCC阻断剂2-APB、SKF-96365作用OE19细胞后,DCA刺激诱导的细胞内Ca2+浓度的无变化。(4)加入特异性肌浆网Ca2+-ATP酶抑制剂CPA,DCA仍能诱导细胞内Ca2+浓度的增加(P<0.05)。(5)给予阻断剂tiamterene、KB-R7943、G?6976作用后,能显著抑制DCA或PMA诱导的食管细胞内Ca2+浓度增高(P<0.05)。(6)在0 mM Na+的环境中,HEEC、OE19细胞内钙浓度明显增高,加入KB-R7943后,钙增高被显著抑制(P<0.05),发现在同样刺激下,OE19细胞对0 mM Na+刺激诱导的Ca2+浓度变化比HEEC细胞更明显(P<0.05)。(3)(1)DCA刺激促进强细胞内TGR5、NCX1、p-P65以及CDX2蛋白的表达(P<0.05)。(2)阻断剂tiamterene可显著抑制食管细胞内DCA刺激的NCX1、CDX2蛋白的表达(P<0.05)。(3)KB-R7943可显著抑制DCA诱导的NCX1、CDX2蛋白的表达(P<0.05)。(4)BAPTA-AM可显著抑制食管细胞内DCA诱导的NCX1、CDX2蛋白的表达(P<0.05)。(5)SN50可显著抑制食管细胞内DCA诱导的p-P65蛋白的表达(P<0.05)。结论:本研究首次证实了NCX1在BE发生、发展中的作用及其机制,DCA通过活化TGR5/PLC/PKC信号通路进而激活NCX1通道,促进食管细胞内钙活化,激活下游NF-KB(P65)信号通路上调食管细胞CDX2的表达。我们的结果不仅阐述了胆汁酸触发BE发生、发展的新机制,同时也为以TGR5、NCX1为靶点的Barrett食管的防治提供了新的理论依据。