第 91 期 2005-03-23

研究發展
血流剪力調控血管內皮細胞與平滑肌細胞交互作用之發炎反應：NF-kB的調控角色

國家衛生研究院醫學工程研究組血管分子生物工程實驗室與美國加州大學聖地牙哥分校生物醫學工程研究所合作進行有關血液動力(hemodynamics) 對於血管內皮細胞(endothelial cells) 與平滑肌細胞 (smooth muscle cells) 交互作用時發炎反應調節機轉之研究，近期獲重要的研究成果。

在台灣，心血管疾病居主要死因前幾位，而粥狀動脈硬化（atherosclerosis）則是誘發心血管疾病的危險因子之一。目前臨床醫學證據顯示，動脈硬化屬於慢性發炎反應（inflammatory response），在發炎反應中，單核白血球(monocytes)沾附於受到不正常刺激傷害的血管壁內皮細胞表面，進而外滲轉移至平滑肌細胞區域，是早期動脈硬化症形成的關鍵步驟。另一方面，由於動脈硬化大多發生在血管分歧處附近，而此區域因複雜血流型態所產生之剪力(shear stress)，已被認為是參與調節血管壁發炎反應的重要因子之一。

血管分子生物工程實驗室利用自行研發的血管內皮細胞與平滑肌細胞共生培養血流動力系統，藉由基因體微陣列（cDNA microarray）分析技術，證明了血流動力會影響血管內皮與平滑肌結構、細胞內訊息傳遞及基因表現，並調控內皮細胞與平滑肌細胞間的交互作用，其結果可提供研究者對於動脈硬化症形成機轉的瞭解與研究基礎。

首先，在沒有剪力作用之靜態條件下，cDNA微陣列分析發現內皮細胞內有23個與發炎相關的基因受到鄰近平滑肌細胞的調節，其中有18個促進發炎的基因之表現量會增加，而5個抑制發炎的基因表現量會降低，此結果證明平滑肌細胞會刺激內皮細胞發炎反應。當施以血流剪力（12dynes/cm2）於內皮細胞6小時後，發現大部分受平滑肌影響之發炎基因其表現量會被抑制，證明了血流剪力具有保護血管、抑制發炎的作用。本實驗室以特定的NF-kB抑制劑（p65-antisense，lactacystin and N-acetyl-cysteine）來確認NF-kB活性是否參與這些基因表現的調節，並以染色體免疫沉澱分析法(Chromatin immunoprecipitation assay)來確認NF-kB與相關發炎基因如ICAM-1與MCP-1之啟動子（promoters）間的結合程度，發現NF-kB在剪力抑制發炎基因表現之作用上扮演了重要的調控角色。

此項研究結果發表於國際知名期刊Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology，是第一篇探討血流剪力對於血管內皮細胞與平滑肌細胞交互作用時發炎反應調節機轉之研究論文。
《文：裘正健；圖：裘正健博士實驗室；攝影：沈世華》