第 725 期

研究發展
肝X受體的活化可藉由ApoD的誘發而抑制血管增生
NHRI researchers report activation of liver X receptor suppresses angiogenesis via induction of ApoD

血管增生（angiogenesis）是以原有血管系統為基礎，再發展出新的小血管網而形成一個血流供應系統的生理過程。血管增生在胚胎發育、傷口癒合、女性經期等正常生理過程中扮演重要角色；此外，血管增生也是促進惡性腫瘤的生長與轉移，以及黃斑部病變等疾病惡化的重要因素。因此，抑制血管增生有助於治療癌症或黃斑部病變。

肝X受體（liver X receptor，簡稱LXR）是膽固醇、脂肪酸和葡萄糖的重要傳感器和調節劑，是一種核受體（nuclear receptor），且包含了二種結構類似的受體：LXRα和LXRβ；LXRα只分布於肝臟、小腸、脂肪細胞和巨嗜細胞（marcrophage）等少數器官組織，而LXRβ幾乎遍及人的全身，其功能與老年神經退化有關。因為這種受體以肝臟內含量最多，故取名為Liver X receptor；其功能是調控人體內的脂肪新陳代謝，控制和脂肪酸生成、膽固醇運輸和代謝等有關的基因。許多天然的氧化類固醇（oxysterol）是LXR的活化物，像其它的核受體一樣，一旦LXR經其活化劑（agonist）活化，則LXR會和另一種受體RXR（retinoid X receptor）形成雙體（dimer），進入細胞核內，和去氧核糖核酸（DNA）結合，調控與脂肪和膽固醇新陳代謝有關的基因。許多研究發現，LXRα的活化物（agonist）可以藉由活化LXR降低血管中的膽固醇沉澱，以治療動脈硬化和心血管疾病；此外，動物實驗也顯示，活化LXR可以改善糖尿病和阿茲海默症等新陳代謝疾病。本院細胞及系統醫學研究所褚志斌副研究員先前的研究則顯示，活化LXR可以有效抑制攝護腺癌的腫瘤生長和非荷爾蒙倚賴復發型（castration-resistant prostate cancer, CRPC）復發。

此次褚博士實驗室研究團隊及博士班學生賴至人，探討活化LXR對血管增生的影響。研究團隊利用強效以及合成的LXR活化劑T0901317處理人類臍靜脈內皮細胞（human umbilical vein endothelial cell, HUVEC），並有效地促進LXR目標基因（target genes）ApoD、ABCA1和CYP27的表現，顯示LXR在HUVEC細胞中受T0901317活化。利用管形成測定分析（tube formation assay）發現，10 μM的T0901317可以有效抑制HUVEC細胞的血管增生和移動（migration）；在雞胚胎的毛尿囊膜實驗中，T0901317也能抑制雞胚胎內的血管增生，這些觀察證實了活化LXR可以抑制血管增生。經過實驗分析，研究團隊更發現T0901317顯著增加ApoD mRNA和蛋白質的表達量，因此推測ApoD可能是抑制血管增生的關鍵。為了證實這項推測，過量表達（overexpression）ApoD，結果HUVEC的血管形成明顯地受抑制。因為ApoD是高密度脂蛋白（high density lipoprotein, HDL）的組成成分之一，而SR-B1受體的功能是作為高密度脂蛋白的受體，因此推測活化的LXR透過誘發ApoD與SR-B1的交互作用而抑制血管增生。免疫共沉澱（Co-IP）實驗顯示，HUVEC細胞中ApoD和SR-B1有直接結合，且剔除SR-B1阻斷了T0901317對於HUVEC移動能力的抑制，更證實了SR-B1參與T0901317對於HUVEC血管生成和移動能力的抑制，可能通過SR-B1和ApoD之間的相互作用。西方墨點法（Western blotting assay）顯示，T0901317會抑制HUVEC細胞中的phospho-eNOS S1177、phospho-Akt T308、phospho-Akt S473、eNOS、mTOR、VEGF-A、VEGF-C、IL-8、RhoB、MCP-1、MMP-8、MMP-9等調節血管生成的蛋白質，有意思的是，過量表達ApoD也會抑制這些蛋白質的表現。研究顯示，T0901317通過活化ApoD使其與SR-B1受體結合並抑制下游，控制血管增生的PI3K-Akt-eNOS訊息傳遞路徑（signaling pathway）相關蛋白，從而抑制HUVEC細胞的血管增生。因此，ApoD未來可能可以作為抑制腫瘤血管生成或其他相關疾病的治療標靶。此研究已發表於2017年8月刊的FASEB 期刊（2017 Aug 21. pii: fj.201700374R）。部分動物實驗中，T0901317的治療會使肝臟堆積三酸甘油脂（triglyceride），因此T0901317不適用於人類臨床治療。但是LXR的活化物有很多種，未來可篩選沒副作用的LXR活化物，用於治療心血管疾病和癌症。由於台灣心血管疾病和癌症的患者逐年遞增，LXR的生物醫學研究和相關治療分析應該是台灣重點投入的新領域。


圖一：T0901317抑制HUVEC細胞的血管增生與促進血管增生的VEGF有拮抗作用。圖（A）是螢光顯微鏡下的影像，圖（B）是電腦依據影像標示血管生成的狀態


圖二：T0901317通過活化LXR目標基因ApoD，使其與SR-B1受體結合並抑制下游控制血管增生的PI3K-Akt-eNOS訊息傳遞路徑相關蛋白，從而抑制HUVEC細胞的血管增生
《文/圖：細胞及系統醫學研究所褚志斌副研究員、賴至人博士班學生》