第 418 期

研究發展
第一型血紅素氧化酶對心血管疾病的保護作用
NHRI researchers investigate the central role of heme oxygenase-1 in cardiovascular protection

生物體內本有許多防禦機制，在遭受外來的刺激及損傷時，這些防禦機制便會啟動以對抗外來的壓力。其中第一型血紅素氧化酶（heme oxygenase-1, HO-1）的活化被認為在保護細胞與組織對抗外在的刺激與氧化壓力時扮演很重要的角色。HO-1是血紅素（heme）代謝過程中的速率限制酵素，可將血色素代謝成一氧化碳、鐵及膽綠素（biliverdin），膽綠素又很快的會被膽綠素還原酶（biliverdin reductase）轉變成膽紅素（bilirubin）。在其眾多副產物中，一氧化碳具有抗發炎（anti-inflammation）的功能，膽綠素及膽紅素本身即為有效的抗氧化劑（antioxidant）。再加上血紅素本身即為強氧化劑，HO-1作用時，會將血紅素代謝，減少細胞內的氧化壓力。上述的種種機制，使得HO-1被認為具有抗氧化、抗發炎及抗細胞凋亡（anti-apoptosis）的功能。HO-1屬於誘發型，在細胞遭受刺激時，例如氧化壓力、發炎反應與局部缺血，才會被大量誘發出來。因此，HO-1的表現與活化，被認為是保護細胞與組織免於外在壓力與刺激的一個重要機制，在許多疾病發生時，HO-1的表現也有增加的情形。

心血管疾病一直都是國人的主要死因之一，在心血管疾病發生時，常常都會有過多的氧化壓力產生的情形。以心臟為例，心肌梗塞時局部缺血以及恢復血流後（reperfusion）所造成的氧化壓力會使心肌細胞死亡，另外有許多的血管疾病的生成，像是動脈硬化和血管再狹窄（restenosis）都與活性氧化物（reactive oxygen species）有關。目前已有許多證據顯示HO-1在心血管疾病中扮演著相當重要的保護作用，在心臟及血管系統中，HO-1的表現會受到不同的刺激（例如：氧化壓力）而增加，以維持心血管系統的恆定。因此有許多研究都將HO-1作為治療心血管疾病的標的，嘗試以藥物或是基因療法增加HO-1的表現，來達到保護與治療的功效。

長期以來本院細胞及系統醫學研究所林秀芳副研究員及其研究小組，對於HO-1在心血管系統的保護作用有很深入的研究，此次更總結了HO-1在不同的心血管疾病中扮演的角色與重要性，例如動脈粥樣斑塊硬化、動脈損傷、支架內再狹窄（in-stent restenosis）、血栓、心臟缺氧、心臟缺血再灌流傷害（cardiac ischemia-reperfusion injury），研究結果發表於Antioxidants and Redox Signaling (2011 Apr 8. [Epub ahead of print])。
《文/圖：細胞及系統醫學研究所鄔孟陵博士班學生；指導教授：林秀芳副研究員》