Thrombin於發炎性肋膜積水誘發纖維化過程中第一型胞漿素原活化抑制劑參與調控機轉之研究(1/2)

肋膜發炎與肺肋膜纖維化常導致不可逆的肺功能受損或甚至呼吸衰竭。肋膜傷害會刺激肋膜間皮 細胞(pleural mesothelial cell, PMC)表現第一型胞漿素原活化抑制蛋白(plasminogen activator inhibitor-1, PAI-1),而抑制纖維蛋白溶解,進而形成肋膜發炎與纖維化。最近動物研究發現投予PAI-1 siRNA 可抑制 上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition, EMT),而減少bleomycin 造成的肺纖維化。另外, 凝血 酶Thrombin 可透過活化蛋白酶激活接受器(proteinase-activated receptor, PAR)來刺激產生促發炎物質 及EMT, 並促使血管內皮細胞合成PAI-1; 而抑制thrombin 則可減少肺纖維化的形成。凡此皆證實 PAI-1 及thrombin 為促成發炎及纖維化的重要因子。然而, thrombin 在肋膜發炎及肺肋膜纖維化的角 色以及PAI-1 是否積極參與此過程, 此二問題卻從未被探討。我們的初步結果顯示thrombin 會透過 PAR-1/JNK/AP-1 訊息傳遞而刺激PMC 表現PAI-1, 產生EMT 及合成膠原蛋白(collagen), 而投予PAI-1 siRNA 可抑制thrombin 所活化的JNK 以及α-SMA 及collagen 的表現; 此外人體研究中, 發炎性肋膜積 水中的thrombin 及PAI-1 濃度皆明顯升高, 且與發炎程度及肋膜纖維化程度有關。因此本研究的中心 假說為thrombin 誘導PMC 產生PAI-1 進而促成發炎性肋膜積水中的纖維化生成(fibrogenesis)。本計劃 希望能進一步了解是否可經由抑制thrombin 或阻斷thrombin 所刺激產生的PAI-1，而緩解肋膜發炎及 肺肋膜纖維化的過程; 此研究成果或許可為此類病人提供新的治療方向。 主題一(第一年)：細胞實驗--研究thrombin誘導PMC表現PAI-1及α-SMA,合成collagen以及所 活化的受體及訊息傳遞路徑, 並探討PAI-1在此過程中的調控角色 假說1: thrombin誘導PMC表現PAI-1,進而調控α-SMA及collagen的表現 1.1. 測試thrombin 誘導PMC 表現PAI-1,α-SMA 及collagen 1.2. 分析thrombin 誘導PAI-1 表現乃經由活化PAR-1 或PAR-3, NF-kB, ERK 或JNK 而來 1.3. 使用PAI-1 siRNA 來影響thrombin 誘導α-SMA 及collagen 的表現及所活化的路徑, 以探討PAI-1 在此過程的調控角色 主題二(第二年)：人體研究-- 探討thrombin 及PAI-1 在發炎性肋膜積水及肺肋膜纖維化的臨 床意義 假說2: 發炎性肋膜積水中Thrombin 及PAI-1 的表現與肺肋膜纖維化相關且可預測臨床預後 2.1. 分析發炎性肋膜積水中 thrombin, PAI-1, α-SMA 與 collagen 的濃度及基因表現(mRNA). 2.2. 使用肋膜積水中thrombin, PAI-1, α-SMA 與 collagen 的濃度及基因表現(mRNA)與肺肋膜纖維化 程度作比對分析, 找出可臨床應用的生物指標 2.3. 於發炎性肋膜積水病人使用thrombin inhibitor 或PAI-1 inhibitor 進行隨機雙盲安慰劑控制臨床藥 物試驗,監測分析臨床預後, 作為治療發炎性肋膜積水及肺肋膜纖維化的可能策略 主題三(第三年)：動物實驗--使用動物模式研究thrombin 誘發肺肋膜纖維化過程中PAI-1 參與 調控的角色 假說3: PAI-1 媒介thrombin 誘發肺肋膜纖維化. 3.1 建立thrombin 基因轉殖動物模式,並檢測其thrombin 與PAI-1 的濃度及EMT 與肺肋膜纖維化程度 3.2. 使用PAI-1 siRNA 測試其對thrombin 基因轉殖動物模式中EMT 及肺肋膜纖維化程度的影響 3.3. 比較野生型及PAI-1剔除小鼠中thrombin誘發EMT 及肺肋膜纖維化的表現