本研究所採用兩種不同的門脈高壓動物模式除了引起門脈高壓 的機制不同之外,BDL 大白鼠比 PVL 大白鼠多了因膽管阻塞導致肝 臟受損及纖維化的過程,在細胞激素的變化應更為繁複雜。然而,由 於動物體內過百種的細胞激素乃互相作用而形成繁複的網絡,不同細 胞也在交互影響的情況下釋放不同的細胞激素。單從血中細胞激素的 濃度無法了解局部器官系統在其中的角色,更徨論探討細胞激素在某 種病症所涉及的機制。故本研究以動物肝臟組織為材料,去檢視這兩 種不同的門脈高壓動物模式的細胞激素基因表現,進而有助於明瞭其 在門脈高壓可能涉及之致病機制。
無論是肝硬化實驗動物﹝78﹞或病人﹝116,117﹞血清 TNF-α均 會上升,且上升之程度與肝硬化的嚴重度相關﹝118﹞。血清 TNF-α 上升的原因一般認為是與患者血中內毒素增加有關﹝73﹞,但 TNF-α 上升對肝硬化之高血流動力循環所扮演的角色仍有爭議,支持與反對 者各有論調﹝119,120﹞。由於肝硬化患者血中 TNF-α的來源主要是 來自周邊血液單核球(peripheral blood mononuclear cells, PBMCs),
並造成全身性的血流動力學變化。在肝臟之內的單核球(包括 Kupffer 細 胞 )是否也受到血中內毒素增加的影響, 繼而增加在肝內的 TNF-α,至今仍未有定論。本研究以 real time PCR 檢測以 PVL 及 BDL 大白鼠肝臟組織 TNF-α之 mRNA,顯示兩者之表現相近;雖然此二 組之 TNF-α表現傾向高於接受假裝手術之大白鼠(分別為 1.26 倍及 3.24 倍),但並未達到顯著差異。表示肝硬化病患 TNF-α濃度上升及 引發的影響(包括刺激 iNOS 產生 NO)主要是發生在全身循環中;
而在肝臟之內 TNF-α濃度上升並不明顯,故無助於增加肝臟中 NO 的 生產。
TGF-β是一種涉及功能極廣的細胞激素,在肝臟中它具有
活 化 HSCs﹝67﹞及增加α1(I) 膠原之 mRNA﹝68−70﹞,參與肝臟纖 維化的重要機制。在肝硬化的患者中,其血漿 TGF-β濃度較常人為高
﹝118,121,122﹞;研究亦發現這些病患及接受膽管結紮的動物的肝臟 組織內之 TGF-β亦稍有增加﹝123,124﹞。本研究顯示 BDL 大白鼠肝 臟組織 TGF-β mRNA 含 量 與 Sham 大白鼠者相近(0.97 vs. 1), 而 PVL 大白鼠則反而偏低(是 Sham 大白鼠的 0.5 倍),惟其間之差異 並未達統計學意義。 Napoli 等人﹝124﹞係在大白鼠接受膽管結紮 後 2 天至 3 週取出肝臟檢查 TGF-β mRNA 而發現明顯上升;我 們 則 是 在 大白鼠接受膽管結紮後六週才取出肝臟(此的肝硬化及門脈 高壓皆已形成),此時並無 TGF-β mRNA 上升的蹟象。涉及之原因 仍有待探討,目前的推論假設是大白鼠的肝臟在術後三至六週啟動了 代償的機制,致使 TGF-β的基因表現沒有繼續增加。因 此,未 來 將 要 在 多 個 時 段 加 作 連 串 的 檢 測 , 並 繼 續 探 索 其 中 之 機 制 。
跟上述兩種細胞激素一樣, IFN-γ具有多項生理功能 ,包 括 可促進巨噬細胞產生 NO 以導致內臟血管擴張﹝ 125﹞,而肝硬 化患者血清 IFN-γ亦高於常人 ﹝ 126﹞。本研究結果顯示,接 受 門靜脈結紮的大白鼠 IFN-γ之基因表現最高,而接受膽管結紮的大 白鼠則與接受假裝手術之大白鼠具有相同之 IFN-γ基因表現 ,惟 三 組 間 之 差 異 尚 未 達 統 計 意 義 。
在本研究中最重要的發現是 BDL 大白鼠 IL-10 的基因表現遠低 於其他兩組(PVL 大白鼠的 IL-10 mRNA 是 Sham 大白鼠的 0.93 倍;
BDL 大白鼠的 IL-10 mRNA 則只有 Sham 大白鼠的 0.02 倍,p < 0.05)。
研究顯示,IL-10 具有保護肝臟受損的功能﹝127,128﹞,而內生性或 外來的皮質類固醇可促進 IL-10 釋出而可減輕肝臟在急性毒物傷害所 引發的損傷﹝129–132﹞。在肝臟受損而 HSCs 被活化的初期 IL-10 的 產 生 便 會 增 加, 若 此 一 反 應 失 效 即 會 令 組 織 之 纖 維 化 惡 化
﹝133,134﹞。
Lee 等人﹝135﹞在大白鼠接受 BDL 之後 1 至 10 週檢查其血中 IL-10 濃度,顯示血中 IL-10 在前兩週明顯地上升,但在第四週以後 則降至比對照組第 1、2 週時的濃度更低。可惜此群研究者並沒有做
好對照(每一時段只以一隻大白鼠為對照),也沒有對此現象作任何
詮釋!至於在肝硬化患者或動物模式肝臟 IL-10 基因表現的情況卻罕 有報告。本研究之 BDL大白鼠是在術後第六週取出肝臟,其肝臟 IL-10 之基因表現與 Lee 等人的報告似乎相符。然而,血中 IL-10 的來源並 非以肝臟為主;因此,肝臟 IL-10 之基因表現下降並不是血中 IL-10 下降的主要原因。至於為何 BDL 大白鼠在術後第六週時肝臟 IL-10 之基因表現下降至 Sham 大白鼠的 0.02 倍,目前仍未有明確的機制。
但從 Lee 等人的報告﹝135﹞中獲悉,大白鼠在接受 BDL 手術後 IL-10 先是猛然上升,這可能是為要抗衡 TNF-α等細胞激素在肝臟受損早期 所導致的續發性傷害;但其後這種防護機制因某些原因瓦解,IL-10 基因表現不足不單是在肝臟,而是發生在全身而致血中 IL-10 顯著下 降。可能由於這個原因,使 BDL 大白鼠肝臟受損的情況失去制衡而 很快便步入肝硬化的階段。
第二節 其他相關性討論 一、實驗技巧及方法之心得
以一個臨床醫師,經十餘年後再踏入分子生物及分子生物實驗
領域,使自己的視野更加開闊,比較不會排斥接受期刊中有關分生及 分生實驗的文章。雖然至目前為止對於分生實驗的部份依然自信不 足,但至少在耳熟能詳的 PCR 能親身進一步的了解。
傳統上 RT-PCR 的原理乃是利用 RNA反轉錄成 DNA,再由 DNA 為模板進行聚合? 鏈鎖反應。在完成 PCR 後必須再將標本「跑膠」
後,再作半定量或定量的分析。而本實驗使用的即時反轉錄聚合? 鏈 鎖反應則有以下的好處:
1. 可較準確地測定核酸的量。
2. 聚合? 鏈鎖反應的放大過程可以追蹤偵測而不是只測定反應後的 終產物。
3. 偵測的標的物可以是去氧核醣核酸,也可以是核醣核酸。
4. 節省時間(少於二小時)。
5. 有大的動態偵測範圍。
6. 封閉的試管。
7. 不用電泳。
8. 不用後聚合? 鏈鎖反應的處理過程。
而本研究採用了兩種偵測聚合? 鏈鎖反應的方法:(1)SYBR Green I Dye 的方法:乃是利用 SYBR Green I Dye 結合雙股 DNA 的小 溝(minor groove)而產生螢光反應。(2)TaqMan Probes 的方法:乃 是利用一段帶有報告者(reporter)及冷? 者(quencher)的特殊探針
(probe)與雙股 DNA 結合,當再放大一雙股 DNA 時可產生螢光反 應。兩種方法的優缺點如下:
1. SYBR Green I Dye 的方法:
a. 較便宜可省下探針的發費 b. 理想的篩檢工具
c. 必須要作聚合? 鏈鎖反應解離曲線 d. 無法同一試管做多個基因分析 e. 微量的檢體易產生錯誤的訊號 2. TaqMan Probes 的方法:
a. 專一性高。
b. 使用不同報告者即可同時偵測多個基因。
c. 螢光值可直接代表聚合? 鏈鎖反應增加量。
d. 不可逆式的訊號累積。
e. 價錢較貴。
二、在學習過程中獲得的啟示
在此次的學習過程中,由於閱讀諸多參考文獻資料,使吾人更能 深入了解各種細胞激素及 NO 在肝硬化及門脈高壓所扮演的角色,因 此能更明瞭肝硬化的生理及病理機轉。也因此獲取有關各種細胞激素 及其拮抗劑應用於臨床治療上的可能性,比如 TNF-α及 IL-12 可能 作為病毒性肝炎的治療藥物。TNF-α及 IFN-γ也有潛力作為抗肝癌 的實驗藥物。在往後的研究領域上,希望可應用於 C 型肝炎及酒精 性肝炎的基礎研究上,使臨床的工作與基礎研究能有進一步的結合。
今後對於肝臟分子生物學的領域,也因分子生物學及分子生物實驗的 進一步了解,應有更深刻的啟發。
第三節 研究限制 一、動物模式
本研究所採用的動物模式PVL 及 BDL 大白鼠,都是經確認的 門脈高壓模式。雖然如此,動物與人體的狀況終究不完全相同,故從
動物實驗中觀察到的現象,不一定會發生在病人身上。如 BDL 大白 鼠在術後第四週開始血中 IL-10 濃度下降﹝135﹞,但膽管阻塞的病 患血中 IL-10 濃度的變化則從未有人報告。在文獻上僅有對原發性膽 汁性肝硬化患者的研究,但結果卻大為分歧﹝136,137﹞。因此,在 動物實驗得到的資訊和啟示,必須在病人身上予以印證,才能得到有 用的結果。
二、檢測基因表現的方法
本研究係以 real time PCR 測定動物肝臟組織的 mRNA 來研判其 肝臟組織對不同細胞激素的基因表現。雖然本研究團隊對 real time PCR 的操作技巧已甚能掌握,在嚴謹的控制下結果之可信度甚高。但 如能加作免疫組織化學染色則更佳,因為只做 real time PCR 無法充 分獲知哪一種細胞激素由何種細胞分泌。如果能有免疫組織染色法,
來獲知分泌細胞激素的真正位置與細胞種類將使實驗更加完備。
第七章 結論與建議