Genistein 在活體及離體抗氣喘的作用機轉
第一部份
本篇論文嘗試探討 isoflavones 抑制 PDE isozymes 之活性與結構的關係,天竺鼠的肺臟及心臟經研磨及 離心,使上清液通過 Q-Sepharose 陽離子交換樹脂,藉著改變 NaCl 的濃度,便可依序由肺臟分離得到 PDE1 、 PDE5 、 PDE2 及 PDE4 ,而由心臟得到 PDE3 。根據 1971 年 Thompson 及 Appleman 的方法
,利用 cAMP 與 [3H]-cAMP 或 cGMP 與 [3H]-cGMP 作為 PDE 的受質,測定 PDE 活性。結果顯示在 這些 isoflavones 中,以 genistein 對 PDE2 的作用最強,其次對 PDE1 、 3 、 4 ,但對 PDE5 幾無作用。
Daidzein 是構造類似 genistein ,但對 protein tyrosine kinase 不具活性的物質,對 PDE3 具選擇性的抑制 作用。 Biochanin A 對 PDE4 的抑制作用最強,其次是對 PDE1 及 PDE2 ,但對 PDE3 及 pDE5 無抑制 作用。 Prunetin 對所有 PDE isozymes 均無作用。由於這些 isoflavones 的構造均極接近,因此我們綜合 結論 C-7 的 OH 基對 PDE 1, 2, 3, 4, 5 皆很重要, C-4'' 的 OH 基對 PDE 3, 5 很重要,其次 對 PDE 1, 2 也重要, C-5 的 OH 基對 PDE 1, 2, 4, 5 很重要,其次對 PDE 3 也重要。
第二部份Genistein 為一知明廣效的 protein tyrosine kinase (PTK) 抑制劑,包括 genistein 在內的這些 isoflavone 自 然存在於黃豆中,已有許多報導指出 isoflavone 有益健康,有保護心臟、抗氧化、抗免疫及抗發炎的作 用,因此我們有興趣研究 genistein 在活體及離體抑制卵蛋白 (OVA) 所引發的氣道過度反應。根據 2001 年 Kanehiro 等人的方法,腹腔內注射 OVA 於雌 BALB/c 鼠,使其主動產生敏感,並以氣化 OVA (1
%) 挑戰之,第二次挑戰後,氣化 methacholine (MCh, 6.25-50 mg/ml) 會使這些清醒動物之 enhanced pau se (Penh) 值,濃度依存性地增加, genistein (10~100 mmol/kg, i.p.) 明顯抑制這些敏感化小白鼠因 MCh (50 mg/ml) 引起的 Penh 值增加。此外, genistein 有意義地減少肺泡灌流液中的總發炎細胞、巨噬細胞
、嗜中性白血球及嗜伊紅白血球的增加,但非淋淋巴球,並且也會明顯降低 cytokines 包括 IL-2, IL-4, I L-5, IFN-g 及 TNF-a 的增加,唯一例外是 genistein 在 30 mmol/kg 無意義地抑制 INF-g 的增加。 Geniste in (3~30 mM) 有意義地抑制 OVA 引起的過敏性天竺鼠離體氣管的收縮。
Genistein 選擇性並競爭性地抑制 PDE2 及 3 ,其 Ki 值低,分別為 4.32 及 11.47 mM , 其次抑制 PDE1 及 4 ,但對 PDE5 無作用。綜合以上結果, genistein 抗氣喘之可能途徑是經由抑制 cAMP-PDE ,而非 抑制 PTK 活性而來,因抑制 PTK 活性須要更高濃度
。