Helicobacter pylori VacA への慢性in vivo暴露：自動化された長期胃内毒素注入の有効性を評価する

Chronic in vivo exposure to Helicobacter pylori VacA: Assessing the efficacy of automated and long-term intragastric toxin infusion.

• Robin L Holland
• Kristopher D Bosi
• Gregory H Harpring
• Jiayi Luo
• Matthew Wallig
• Heidi Phillips
• Steven R Blanke

抄録

ヘリコバクター・ピロリ（Hp）は、VacAを分泌する。VacAは拡散性の気孔形成性外毒素であり、疫学的にヒトの胃疾患と関連している。VacAは胃上皮細胞や免疫細胞を調節することがin vitroでの研究で明らかになっているが、Hpのコロニー化や慢性感染の重要な決定因子としてのVacAのin vivoでの寄与については、まだ十分に理解されていない。C57BL/6マウスまたはBALB/Cマウスの胃における摂動を同定するために、外科的に胃内カテーテルを挿入した自動注入を用いて精製毒素を投与することの有効性を評価した。輸液を中断した3日後と30日後に、VacAは胃腺に関連して検出された。以前に報告された経口投与によるHp抽出物の短期暴露による組織損傷とは対照的に、VacAの長期投与では胃、食道、腸、肝臓の組織は損傷しなかった。しかし、以前にHp感染中に報告されたいくつかの変化がVacAを注入した動物で検出され、胃粘液層の減少、および頭頂部細胞の空胞化の増加を含む。VacAを投与すると免疫反応が誘発され、循環するVacA抗体が検出された。これらの基礎研究は、毒素への長期暴露に起因する胃の変化を明らかにするためのVacA注入の使用を支持するものである。

Helicobacter pylori (Hp) secrete VacA, a diffusible pore-forming exotoxin that is epidemiologically linked to gastric disease in humans. In vitro studies indicate that VacA modulates gastric epithelial and immune cells, but the in vivo contributions of VacA as an important determinant of Hp colonization and chronic infection remain poorly understood. To identify perturbations in the stomachs of C57BL/6 or BALB/C mice that result specifically from extended VacA exposure, we evaluated the efficacy of administering purified toxin using automated infusion via surgically-implanted, intragastric catheters. At 3 and 30 days of interrupted infusion, VacA was detected in association with gastric glands. In contrast to previously-reported tissue damage resulting from short term exposure to Hp extracts administered by oral gavage, extended infusion of VacA did not damage stomach, esophageal, intestinal, or liver tissue. However, several alterations previously reported during Hp infection were detected in animals infused with VacA, including reduction of the gastric mucus layer, and increased vacuolation of parietal cells. VacA infusion invoked an immune response, as indicated by the detection of circulating VacA antibodies. These foundational studies support the use of VacA infusion for identifying gastric alterations that are unambiguously attributable to long-term exposure to toxin.