活性雙羰基化合物誘導上皮間質轉化影響糖尿病加劇肺纖維化病程之研究

糖尿病已知為肺纖維化病程惡化的危險因子。然而，相對於糖尿病的主要致病機轉最終糖化產物路徑 (AGE/RAGE)在促進腎臟和心臟纖維化之重要性，在肺纖維化中AGE/RAGE路徑反而有抑制纖維化和 上皮間質轉化(EMT)的特性。這表示有非關AGE/RAGE的調控機制參與在糖尿病加劇肺纖維化的病程 中。活性雙羰基化合物，包括曱基乙二醛(MG)、乙二醛(glyoxal)和3-脫氧葡萄糖醛酮(3-DG)已知會經 由對蛋白質及核苷酸的直接修飾作用而影響糖尿病的併發症產生。初步結果發現，給予高血糖、MG 或glyoxal明顯地引發人類肺泡上皮細胞EMT的產生。然而AGE不但沒有誘發甚至抑制了間質標記 蛋白的表現。而MG所刺激之EMT在轉染進MG與glyoxal的主要代謝酵素glyoxalase 1後，此現象 很明顯地被抑制。進一步利用共軛焦顯微鏡及免疫墨點法觀察細胞中MG修飾蛋白的表現，發現無論 是在高糖或MG刺激的肺泡上皮細胞中MG修飾的蛋白質均明顯地增加，而這些MG修飾蛋白質不管 在細胞質或細胞膜上均有表現。此外，高糖誘導EMT表現不僅發生在肺泡上皮細胞亦發生在支氣管 上皮細胞中。根據初步結果，我們認為活性雙羰基化合物所誘導的EMT可能在糖尿病患者的肺纖維 化病程中扮演了重要的角色。計劃中將釐清活性雙羰基化合物誘導EMT的機制及其在糖尿病加劇肺 纖維化中所扮演的角色。並進行為期兩年的臨床研究分析，以評估活性雙羰基化合物的濃度變化與肺 纖維化患者肺功能的關連性。此外，亦將檢測上千種臨床藥物及天然物的活性雙羰基化合物清除能力， 以篩選出治療糖尿病患者肺纖維化或其他糖尿病併發症的具潛力用藥。 具體目標一：釐清活性雙羰基化合物誘導EMT進而造成糖尿病加劇肺纖維化的機制。 目標1:確定活性雙羰基化合物誘導EMT影響糖尿病加劇肺纖維化病程透過非關AGE/RAGE路徑。 目標2 :探討内質網壓力產生是否參與活性雙羰基化合物誘導EMT的作用機制。 目標3 :利用iTRAQ標記方法對活性雙羰基化合物修飾的蛋白質進行全面的蛋白質體分析，並利用 STRING資料庫分析這些修飾蛋白與EMT的相關性。 目標4 :進行miRNA分析，深入探討miRNA是否為活性雙羰基化合物誘導EMT的作用機制之一。 目標5 :利用bleomycin誘導肺纖維化的動物模式證明這些可能治療標的於活體的作用。 具體目標二：活性雙羰基化合物可為糖尿病患者肺纖維化惡化之指標及治療標的。 目標1 :臨床研究分析病人血中及痰液中活性雙羰基化合物濃度變化與患者肺纖維化病程之關係。 目標2 :比較活性雙羰基化合物誘發正常和疾病狀態之呼吸道上皮細胞EMT之不同，並利用DNA微 陣列分析探討其可能原因。 目標3 :利用高通量篩選方式檢測上千種FDA核可的藥物與天然物之活性雙羰基化合物清除能力，以 找尋改善糖尿病患者肺纖維化惡化及其他糖尿病併發症的具潛力藥物。