圖 17.鼻內皮質類固醇促進鼻息肉組織細胞凋亡可能的途徑
第 二 節 皮 質 類 固 醇 與 鼻 息 肉 組 織 中 細 胞 周 期 的 調 控
皮質類固醇除了可能活化特定的死亡基因轉錄以啟動細胞凋亡外，也
可能藉由抑制生存基因致使細胞周期停滯，促進浸潤在鼻息肉組織中 的發炎性細胞進行凋亡以降低發炎反應，進而達治療效果[26,27]。在 此研究中，分別分析 G1 期的調控基因 p53、p21、PCNA、p27、pRb 及轉錄活化因子 E2F 的蛋白質表現，以了解皮質類固醇對鼻息肉組 織細胞周期中 G1 期調控的可能影響[84-86]。
p53 蛋白是一個很重要的腫瘤抑制基因，當正常細胞受損或已癌化的 細胞會經由 p53 依賴或非依賴途徑促使 p21 合成。p21 是一個 21-kDa 的細胞周期調節蛋白，它的基因位在 6p21.2 為位置。當正常或已癌化 的細胞會經由 p53 依賴或非依賴途徑促使 p21 WAF1 合成，導致細胞周 期停止於 G1 期或 S 期以利細胞進行損害 DNA 的修復[87,88]。
一般相信 p21 WAF1 會抑制細胞分裂並與正常細胞的分化、老化及癌化 息息相關，並與 p53 和 Rb 共同調節及引發細胞凋亡[89,90]。p53 會直 接且具特異性的與 DNA 結合而調控 p21 WAF1分子的表現。研究發現增 加 p53 蛋白分子表現會促使腫瘤細胞進行細胞凋亡。在正常狀況下，
p53 蛋白的半衰期約只有三十分鐘且相當不穩定，若將正常細胞暴露 在放射線、紫外線或其他 DNA 傷害源時會活化 p53 分子，同時提高 它的穩定性，造成細胞內的 p53 蛋白大量增加，而 p21 WAF1mRNA 和 蛋白質量也會快速增加，結果造成細胞周期停滯或細胞凋亡[89,90]。
如此可使受損的細胞得以修復或移除過度受損的細胞。在 p21 WAF1(- / -)
細胞給予放射線刺激並不會使細胞周期停止，並發現在細胞周期的調 控中，p53 會去調控下游的 p21。p21 會經由 G1 關卡(Check point )以 反應各種外在及內在環境因素以決定細胞周期是否繼續進行或終止。
p21 WAF1經由與周期素 A (或 B、D、E ) 、CDK2 (或 CDK 4 )及 PCNA 形成四合體，當 CDKs 與 p21 WAF1結合時，它的活性就會受到抑制，
藉由抑制 CDKs 來引發細胞周期停止[91,92]。如此一來，驅動細胞周 期的增生訊息如 Rb 的磷酸化、活化的 E2F 或 DNA Polymerase 的合 成及 CDKs 就不會被引發，使得細胞周期停止在 G1 期。另外，當 p21
WAF1與 PCNA 結合時，會打開 DNA Polymerase 與 PCNA 間的接合以 抑制 DNA 的合成進而抑制細胞增殖。也就是說 p21 WAF1可同時抑制 CDK 及 PCNA 使得細胞周期無法進行[93]。
目前認為鼻息肉的形成主要與慢性的組織發炎有關，而非細胞受損或 發生癌化現象。因此，在此研究結果顯示 P53 蛋白質表現在鼻息肉組 織及控制組織間並無明顯不同。
另外，在鼻息肉組織其 P21 蛋白明顯較控制組織減少(P<0.05)，而 PCNA 則明顯較控制組織增加(P<0.05) 。依此結果推論皮質類固醇非 經由調控 P21 蛋白來促進鼻息肉組織細胞周期停止及凋亡。或者最好 再有一組未經皮質類固醇治療的鼻息肉組織及正常組織來對照比較 四組的 p21 蛋白表現，將能更確定皮質類固醇對鼻息肉組織中 p21、
PCNA 細胞周期調控蛋白的影響。
p27 基因位在染色體 12p12-12p13.1 接合點上 12p13 的位置，於 1994 年被純化出來。p27 蛋白分子最初是在經生長因子處理過的細胞培養 中發現，一般認為 p27 參與細胞生長的接觸興性抑制。在體外培養的 細胞當它細胞量增殖達到臨界密度時，細胞會出現生長的接觸抑制，
並刺激 p27 蛋白分子表現[94,95]。另外，p27 在細胞周期的任一個階 段皆可藉由抑制 cyclins 與 CDKs 複合物的活性，尤其是對 G1 期 cyclinE-CDK2 複合物的抑制，使細胞停滯在 G1 期，進而抑制細胞的 分裂與增殖。大部份研究指出；p27 蛋白在正常和腫瘤細胞中扮演著 CDKs 抑制的角色，並推測它是一個腫瘤抑制基因[96-98]。
從結果發現經皮質類固醇治療的鼻息肉組織中 p27 蛋白表現明顯較 控制組織增加(P<0.05)，p27 蛋白增加時會抑制 cyclin E-CDK2 複合物 的活性，當 cyclin E-CDK2 活性被抑制後，將使得磷酸化的 Rb 減少，
而被 Rb 釋放出來、未結合態的轉錄活化因子 E2F 的蛋白質表現也將 減少。Rb 家族共有三個成員分別是 pRb、p107 和 p130，它們都與細 胞周期的調控有關[99]。pRb 蛋白是 105-110 kDa 的核內磷酸蛋白，
它主要是藉由活化的 cyclin E-CDK2 複合物使其磷酸化[100]。研究結 果發現經皮質類固醇治療的鼻息肉組織，其磷酸化的 Rb 蛋白表現明 顯較控制組織減少(P<0.05)。
除此之外，在 E2F 的 western blot 蛋白質分析上也發現在鼻息肉組織 的 E2F 表現明顯較控制組織減少(P<0.05)。E2F 是細胞周期由 G1 期 進入 S 期及 DNA 複製中數種調控基因轉錄的活化因子，E2F 的成員 包括 E2F-1、 E2F-2、 E2F-3、E2F-4 及 E2F-5，所有的成員皆能活 化 E2F 所調控基因的轉錄[101]。當細胞處在 G1 期與 S 期之間時可偵 測到 E2F-1、 E2F-2 和 E2F-3 的大量表現，因此它們對細胞周期是 否由 G1 期進入 S 期扮有決定性角色。另外，E2F-4 及 E2F-5 則主要 表現於 G0 期靜止狀態的細胞，且與 Rb 家族中的 p107 和 p130 蛋白 結合[102,103]。研究中我們選用 E2F-1 抗體來做組織 E2F-1 蛋白分 析，從鼻息肉組織的 E2F 表現減少的結果可推論: 經皮質類固醇治療 的鼻息肉組織中的發炎性細胞進入 S 期的數量比控制組織細胞來得 少，也就是說皮質類固醇能將鼻息肉組織細胞停滯在 G1 期。
Cyclin CDK activity
Corticosteroids GR
CDK mediated phosphorylation