骨折後免疫失調之機轉研究及statin作為其預防及治療的角色：從基礎到臨床(2/2)

青壯年的死因中創傷佔重要角色，創傷也是造成全世界疾病負擔的主要元凶，甚至有可能在2030年超越 缺血性心臟病。創傷本身就是一場發炎與抗發炎的戰爭，發炎過度會增加器官衰竭的機會，若反方占上風就會 造成免疫抑制而增加敗血症的機會，兩者皆會增加創傷後死亡率。人體對於創傷的反應是錯綜複雜的交互作用 且牽涉多個層級，然而目前並沒有創傷的細胞模式可供檢視創傷後免疫抑制的機轉。根據統計大約90%的多處 創傷病人會有長骨骨折，且死於創傷後敗血症的病人通常都包含骨科創傷。因此，在創傷研究的領域中，骨科 創傷是重要的課題。文獻證實在骨折處局部的免疫細胞交互作用可能是主導全身性反應及預後的關鍵。因為單 核球不只是先天性免疫反應的中心而且也能整合適應性免疫反應，因此我們用單核球來建立創傷細胞模式。此 外，第四型類鐸接受器(toll-like receptor 4;TLR4)是辨識感染性與非感染性發炎的合流處，TLR4也是内毒素的 接受器，因此經股骨磨碎物處理後，單核球TLR4表現降低就表示骨折後免疫抑制的現象。與其他哺乳類基因 體比較，人類的3’UTR比promoter的保留性更高。在3’UTR上，約一半的轉錄後修飾作用是經由微型核醣核 酸(miRNAs)，其他經由核醣核酸結合蛋白調節。我們將在此細胞模式中檢視兩種調控的交互作用及角色。近期 文獻也顯示微型核糖核酸miR-146a會阻礙TLR4下游的訊號傳遞，且同時有三個資料庫預測到其與TLR4 mRNA 3’UTR的交互作用，因此miR-146a也是可能導致TLR4 mRNA不穩定的因素。初步結果中我們已經發 現經由股骨磨碎物處理的單核球具有TLR4降低及miR-146a升高的免疫雙指標並發現TLR4降低可能與gp96 降低有關。三年期計晝中第一年預定以LPS刺激來確認此細胞模式的免疫抑制狀態；密集檢視TLR4表現以確 認骨折本身造成發炎與免疫抑制的先後順序並確認是否在免疫抑制時也同時引導單核球往巨噬細胞的分化趨 勢；確認股骨磨碎物是否改變TLR4 mRNA的穩定度並進一步檢視其與微型核糖核酸與核糖核酸結合蛋白的關 聯性；藉由基因轉殖方法來確認股骨磨碎物經由調節gp96來降低TLR4運輸的事實。第二年更進一步由基因 資料庫比對，分析可能與gp96的3’-UTR有反應的miRNAs，並經由細胞轉殖mimic及inhibitor確認其對於 gp96的調控，然後建構luciferase reporter融合gp96的3’-UTR及3’-UTR上結合位置變異的載體確認是否有直 接的交互作用；以骨折動物模式驗證anti-miR對於免疫抑制及器官保護的功效並利用TLR4-deficient mice檢視 與miRNAs之間的關聯。 創傷後最先發生損傷的器官為肺臟，因為免疫失調會改變肺血管通透性以及增加白蛋白的滲漏。骨折動物 模式中也發現肺部會增加polymorphonuclear cell的浸调及myeloperoxidase的表現。Statin這類抗血脂藥可以同 時調節先天性免疫、適應性免疫、内皮細胞及上皮細胞且被發現對於敗血症及急性肺損傷有保護作用，同時可 以促進肺部修復物質的產生而具有預防骨折後免疫抑制及器官損傷的潛力。因此第三年我們結合台灣健保資料 庫，利用我們已經建立並發表的對於手術後併發症的分析模式檢視statin對於骨折病人術後肺炎發生率的影響， 並以創傷細胞模式檢視statin對於骨折後免疫抑制的效應，以骨折後肺水腫及myeloperoxidase的表現檢視statin 對於骨折後器官損傷的保護作用。最後我們將收集髖部骨折的病例，取得骨折處碎骨及血腫處血清來處理該病 人的單核球以及周邊血單核細胞球，觀察單核球及T細胞的免疫、分化及細胞凋亡指標，血清中免疫相關 miRNAs的變化，及檢視statin能否提供保護作用。 這個研究將會確立一個骨折後免疫失調的實驗模式，並將statin應用於此免疫失調模式經過細胞實驗、動 物模式、健保資料庫的分析以及人體試驗做導向性之基礎研究。我們希望研究的結果可以提供臨床上創傷病人 照護的指引並革新目前預防及治療骨折後敗血症或器官衰竭的策略。