表觀遺傳調節巨噬細胞中脂多醣內毒素誘導的白血球生長素基因表現

白血球生長素(G-CSF)是一個重要的細胞激素(cytokine)，因它能增加造血細胞的增 生、存活和分化並誘導嗜中性白血球前驅細胞的移行，因此與生物體內發炎及抗發炎反 應有關。另外，G-CSF 也因具有保護神經和抗細胞凋亡的作用與神經元的新生及保護心 肌的作用。然而，G-CSF 的促發炎作用對發炎性關節炎是非常不利的。雖然G-CSF 有 多種重要功能，體內G-CSF 的濃度與多種發炎疾病有密切關連，但至今對其基因表現 的調節機制仍不清楚。體內G-CSF 最主要來源是巨噬細胞，脂多醣內毒素(LPS)刺激巨 噬細胞會引起G-CSF 大量表現，其表現的調節在轉錄及轉錄後(與RNA 穩定性有關)階 段均會發生。我們未發表的數據顯示組蛋白質去乙醯酵素抑制劑TSA 或DNA 甲基化抑 制劑－5-aza-dC 均可抑制由LPS 刺激誘增的G-CSF 表現。我們因此認為在巨噬細胞中 LPS 可能於G-CSF 基因啟動子區域的染色質結構上引發一些表觀遺傳(epigenetic)的改變 而驅使該區域的染色質結構以較有利於G-CSF 表現的方式啟動該基因的表現。因此提 出此計畫擬從染色體乙醯化或其它的修飾、DNA 甲基化及微小RNA 的表觀遺傳調控觀 點探討LPS 在巨噬細胞中如何誘增G-CSF 的表現。希望就G-CSF 的角度提出另一控制 發炎的策略。本計畫將對以下議題加以探討： 1) 評估TSA 及5’-aza-dC 對LPS 刺激誘 增的G-CSF 表現的抑制作用是否的確有其濃度及作用時間上之相關性；並探討其它的 組蛋白質去乙醯酵素抑制劑是否亦具有相同的作用以確認組蛋白質乙醯化的程度與 LPS 誘增的G-CSF 表現有關(第一年的研究)；2)探討巨噬細胞中G-CSF 基因啟動子區域 的染色質結構上組蛋白質乙醯化及DNA 甲基化在沒有LPS 刺激及LPS 刺激的狀況，並 確認組蛋白質乙醯化及DNA 甲基化的抑制劑是否改變該區域的組蛋白質及DNA 的修 飾(第一年及第二年的研究)；3) 澄清LPS 作用後，因此種表觀遺傳改變而影響了那些轉 錄因子：包括Oct-2、NF-B、C/EBP- 等與G-CSF 基因啟動子的結合；而這些因子與 G-CSF 基因啟動子的結合會被組蛋白質乙醯化及DNA 甲基化的抑制劑抑制(第二年的 研究)；4) 評估於G-CSF mRNA 的五端及三端未轉譯區域(5’UTR 及3’-UTR)所預測的 微小RNA 標的序列，尤其是 miR-16-2 (其位在G-CSF RNA 3’-UTR 的標的序列與一維 持mRNA 穩定有關的序列重疊), 這些微小RNA 的存在量是否會受到LPS 的影響；並 5) 探討所找出的微小RNA 的確會作用在G-CSF mRNA 而影響其受到LPS 誘增的表現 (第三年的研究).