探討多元TAK1/TABs調節成分抑制小神經膠及巨噬細胞活化機制及其對腦內出血與腦膿瘍之保護療效評估

雖然出血性腦中風及腦膿瘍有現代相關治療，但它們仍然是非常致命的中樞疾病。許多證據顯示 這兩種腦部疾病會導致血腦障壁損毀及神經元細胞死亡的病理因子包括小神經膠細胞異常活化與堆 積、星狀膠細胞功能異常、興奮性胺基酸之傷害、過量發炎介質、細胞激素的分泌及分解性酵素(matrix metalloproteinase, MMP)的異常啟動。特別地，許多基礎及臨床研究發現活化的小神經膠細胞確實與許 多神經性退化疾病的病程及病因有相當關係。小神經膠細胞/巨噬細胞的活化可發生在腦部受血液及病 菌刺激下後數小時內被誘發，這種免疫性反應參與在神經性發炎過程，進而快速誘導許多發炎性細胞 激素與介質的釋放，包括TNF-、IL-6、IL-1、MCP-1、COX、iNOS 及MMP 等。在神經性發炎反 應中，重要的訊息作用點為NF-B 及MAPK (p38 及JNK)，而這些訊息路徑之上游酵素TAK1 亦扮演 重要角色。TAK1 結合蛋白TAB1、TAB2 及TAB3 等會與TAK1 以特殊ubiquitination 之結合方式達到 活化TAK1 的功能，進而協同誘發下游訊息路徑，其包括MAPK 與IKK 以達成AP-1 及NF-B 的活 化。近來研究發現多種TAK1、TAB1 或TAB2 抑制成分，這包括小分子藥物及細胞內生之調節性蛋白 (統稱調節成分)均可抑制發炎反應及吞噬細胞的活化；然而，利用調節性剔除TAK 或TAB2 基因之小 鼠卻未能觀察到一致結果。至此，對於TAK1/TAB 調節成分在治療或改善出血性腦中風及腦膿瘍的角 色仍不清楚。在我們的實驗中發現一種TAK/TAB 調節成分(LC53)，它可以抑制單核球MMP-9 的分解 作用及相關發炎介質表現，同時也了解其作用點在TAK1/TAB2/TAB3 活化IKK 的路徑上。同時它也 會減少小神經膠細胞活化表現COX-2 及iNOS 蛋白，更特別的是LC53 可緩解活體腦出血模式中基質 分解及水腫的情形。本計劃主要探討三大主題，第一點評估確認有效的TAK1/TAB 調節成分對小神經 膠細胞/巨噬細胞表現發炎介質或相關吞噬及移行功能的作用；同時也比較在其他腦部細胞(如星狀膠 細胞及神經元細胞)的細胞選擇性作用。第二點探討這些調節成分的作用機制及訊息點，針對 TAK1/TAB1 及TAK1/TAB2/TAB3 等相關蛋白磷酸化與ubiquitination 程度進而降低作用蛋白的穩定度 或結合性，同時對下游訊息MAPK 或NF-B 等相關轉錄因子的選擇性加以評估。第三點主要在活體 疾病上神經發炎的探討；以設立的出血性腦中風及類腦膿瘍小鼠疾病模式進行研究，主要針對 TAK1/TAB 調節成分在腦部發炎性損傷及小神經膠細胞活化的保護性作用及機制確認評估；另一方面 運用條件式基因剔除小鼠以探討TAK1 及TAB 在長期減低下對於疾病治療或緩解的優劣。綜合上述研 究，可進一步釐清並確認TAK1/TAB 調節成分在特定腦疾病發炎治療的可能性，進而設立或開發具有 潛力治療出血性腦中風及腦膿瘍的新方法。