Propofol保護腦神經免於缺血性傷害之分子機轉研究

中風(stroke)與腦部創傷(brain trauma)通常會導致缺血性腦損傷(ischemia brain injuries)，當大腦 遭受缺血性腦損傷時，腦神經會在缺血後數天至數月死亡，隨之而來的是血液再灌流(reperfusion)所 引起的腦部二度傷害。當組織發生缺血-再灌流(ischemia-reperfusion)時，會大量生成活氧物質(reactive oxygen species)，並釋放發炎細胞激素(inflammatory cytokines)和趨化激素(chemokines)，並引起發炎 反應和造成組織傷害。一氧化氮(nitric oxide; NO)是缺血-再灌流所引起腦損傷的主要活氧物質之一， 我們先前的研究證實NO 會造成細胞凋亡性的傷害(apoptotic insults)。所以，若能降低氧化壓力所引 發的腦損傷，當有助於中風或腦創傷的治療(brain trauma)。Propofol 是種靜脈麻醉藥物，也常用於加 護病房做為病人之鎮靜。在我們先前的系列研究中發現，propofol 在臨床濃度下，可以保護巨噬細 胞(macrophages)免於NO 所造成的細胞死亡作用；而在我們其他的研究中也發現，propofol 具有抗發 炎(anti-inflammation)的效果。此外，在缺血與再灌流的過程中，mitogen-activated protein kinases (MAPKs)被證實可以誘發序列性的細胞訊息傳遞事件(signal-transducing events)，進而誘導inducible NO synthase (iNOS)的基因表現，並增加NO 的生合成。而本實驗室先前的研究也顯示，propofol 會 減少MAPKs 的活化，並抑制iNOS 和發炎激素基因的表現。而我們先期研究(preliminary studies)中 發現，propofol 在臨床濃度時能保護腦血管內皮細胞(cerebrovascular endothelial cells)免於缺血-再灌 流所引發的細胞凋亡(Preliminary Results, Fig. 1)。而其他的前期研究結果也顯示，腦部創傷會增加 腦組織iNOS 的表現量(Preliminary Results, Fig. 2)。所以，propofol 所具有的抗氧化和抗發炎的特 性，具有用於治療缺血性腦損傷的潛力。因此，本計畫旨在評估propofol 是否能保護腦部神經(brain neurons)免於缺血性腦損傷所造成的傷害，及其可能發生的分子作用機轉(molecular mechanisms)。本 計畫的研究假說(hypothesis)為”Propofol 會保護腦神經免於缺血性腦損傷所引起的傷害，而其發生的 分子轉則是透果抑制MAPKs 所誘發的iNOS 表現和NO 生成(Fig. 1 and 2)”。為驗證我們的研究假 說，在第一和第二年的計畫中，我們將建立中腦動脈栓塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)跟 創傷性腦部撞擊( traumatic brain impact, TBI)的缺血性腦損傷動物模式，據此闡明propofol 對於此兩 種不同型態的缺血性腦損傷所造成的神經傷害是否具有保護作用(Fig. 1)。而在第三年的計畫中，我 們更進一步以神經細胞作為實驗對象，並以氧氣-葡萄糖剝奪(oxygen-glucose deprivation, OGD)的模 式，以探討propofol 保護神經細胞免於缺血和再灌流傷害的分子作用機轉(Fig. 2)，特別是針對 Ras-Raf-MEK- MAPK-AP-1/NFκB 的訊息傳遞路徑做研究。經由此計畫的執行，我們期待能夠更明 瞭中風及腦部創傷所引發的缺血性腦損傷的病理機轉(pathophysiological mechanisms)，同時闡明 propofol 是否具有保護腦神經免於此兩種不同缺血性腦損傷所帶來的神經傷害，以及其可能發生的 分子作用機轉。