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文獻整理

在文檔中 二、實驗材料 (頁 58-62)

蛋白質的磷酸化作用,在真核細胞的生長、分化和其他反應的調 控,是一個很重要的成分(56)。這些 phosphotyrosine proteins 是訊息傳 遞路徑重要的關鍵,連結了來自細胞表面到細胞核的反應事件。

相關於 NOx 可能活化 iNOS 及促進增生之訊息傳遞背景:

1. MAKP kinase

MAP kinase(mitogen-activated protein kinase)是屬於 protein serine/

threonine kinase,最早是因其能磷酸化 microtubule-associated protein 而被 確認 ( 57)。許多研究報告證實 MAP kinase 可以受多種細胞外訊息活 化,包括growth factor、stress、inflammatory cytokinase 及 lipo- polysaccharide

(65)等刺激而活化 MAPK 的上游成員,包含了 MAPK kinase kinase

(MAPKKK),如 MEKK1 及 Raf 及一些基因(包括 c-jun、c-fos、c-myc、

iNOS)的表現,使得轉錄作用增加,造成增生、發炎和癌化(58-61)。

最近有研究指出,NO 可以活化 MAP kinase,如 ERK、P38 及 JNK 等(62), 證實MAK kinase 的確參與 NO 的訊息傳遞路徑。

2. NF-κB

NF-κB 為轉錄因子,已被證實可以受到 reactive oxygen 及 Reactive nitrogen species,包括 NO 等因子活化,而去調節訊息傳遞過程(63);

須的(67-70)。經由NF-κB 不當調控的轉錄作用,已證實與一些疾病,

包括急性發炎、病毒複製和癌症有關(71-73)。

3. ATF-2

ATF-2 轉 錄 因 子 在 誘 發 neoplastic transformation 及 參 與 細 胞 增 生、分化、發炎有關等基因扮演重要的角色,也被認為和調節 tumor

progression、metastasis 有關。

4.STAT-1

Signal transducter and activator of transcription (STATs) 為 cytoplasmic transcription factors,經 translocate 至細胞核去調節由 cytokine、growth factor 刺激所反應相關基因的表現,其 transcriptional activation 也可能受到 MAPK-like kinase 活化,STATs 訊息路徑包含了許多正常的生物反應,

包括細胞分化、增生、凋謝死亡。另外,許多的研究報告指出 STATs 也可受oncogenes 活化,並且在人類腫瘤及腫瘤細胞株常偵測到 STATs 的活化。最近的研究證據也建立 STATs 促進癌化的模式:持續活化 STATs 訊息路徑導致參與 maligant transformation 相關的基因表現,經由 誘發細胞增生、阻斷細胞分化、防止細胞凋謝死亡,使得 maligant transformation 及 turmorigenesis ( 75 )。有研究指出 STAT1 促進 RAW 264.7 巨噬細胞之 iNOS 的表現 ( 76 )。

的傳遞者。另外,Akt/PKB 的活化主要是促使細胞生存。最近研究發 現 tumor suppressor PTEN 會拮抗 PI-3-kinase 及 Akt/PKB 的活化,顯示了 Akt/PKB 可能是癌症發生的重要因子。至於 AKT 的下游,目前已知有 三個:Bad、GSK3、p70S6K

Bad 是 Bcl-2 家族的一員,原本它扮演促進細胞死亡的因子:當 它在粒腺體,與 Bcl-2 和 Bcl-xL所組成的異質雙體結合著的時候,Bcl-2、

Bcl-xL這兩種存活因子會無法發揮作用;可是一但 Bad 被 Akt 磷酸化,

它會從粒腺體 translocate 到細胞質,而與 Bcl-2-Bcl-xL雙體解離,再與 14-3-3 蛋白結合,被釋出的 Bcl-2 和 Bcl-xL此時得以執行保護細胞或抑 制細胞凋亡的功能。尤其是 Bcl-xL,它可控制粒腺體的 cytochrome c,

不讓它從粒腺體釋出,因此更進一步抑制了下游caspases 導致細胞死 亡的能力,稱職地扮演 “存活因子”的角色,所以 AKT 藉由磷酸化 Bad,

使 Bad 與 Bcl-2-Bcl-xL分離,達到保護細胞不死的目的(77-80)。

6. p53

p53 ,為分子量 53Kda 的蛋白質,可以調控 DNA 的傷害及一些基 因毒物壓力所造成的反應,是維持基因穩定的重要因子。在一些癌症 發展的過程中,經常有 P53 的功能喪失或 P53 突變的情形。將 P53 殖 入已經變性 ( transformed )的細胞中,可以造成細胞的生長停滯 (cell growth arrest)及細胞的凋謝死亡。

在正常的情形下,P53 蛋白的表現量很低,但是當發生 DNA 傷害

P53 下游可以調控細胞走兩個路徑:細胞生長週期停滯(cell growth arrest)及細胞的凋謝死亡(apoptosis)。在 cell cycle arrest 方面,p53 可藉由調控p21WAF1、P16、cyclin D1、cdk4 及 Rb 來導致 cell cycle arrest。

在 apoptosis 方面,則是利用 Bax 及 IGF-BP3 來決定 p53 所調控細胞 死亡途徑(82, 83)。過度表現 Bcl-2 可以抑制 p53 導致的 apoptosis,

而 Bax 可以與 Bcl-2 結合而產生拮抗作用。1996 年 Wang 等發現 cytochrome c 從 mitochodria 釋放至 cytosol 可活化 CPP32,導致細胞 走向apoptosis。

7.細胞週期停止作用相關之蛋白

p16-cyclin D1-cdk4-Rb pathway 是調節細胞週期 G1-to S phase 的重 要途徑,cyclin D1 與 cdk4 complex 會使 Rb 磷酸化,活化轉錄因子 E2F,cdk2-cyclin-p21-PCNA complex 也活化 G1-to-S-phase,當 p21 增 加時,此二途徑都會被阻止,造成細胞週期停止於 G0/G1 phase。

為了證實吸煙會致肺病變其訊息傳遞的角色,我們設計了動物曝 露煙霧的系統 (如本論文第一部分 Fig. 6),以便研究 MAPKs、NF- κB、iNOS 和 nuclear protooncogene 的分子機轉。

附圖一 . Signaling cascade involved in activition of

在文檔中 二、實驗材料 (頁 58-62)

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