細胞 外間質為形成結締組織的重要物質

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• 計畫中文名稱 以細胞培養模式探討蛋白多醣在中樞神經系統受傷後的神經纖維再生的影響

• 計畫英文名稱 A Cell-Based Study for the Effect of Proteoglycans on Neurite Outgrowth and Regeneration after Central Nerve System Injury

• 系統編號 PC9508-2225 • 研究性質 基礎研究

• 計畫編號 NSC95-2745-B038-005 • 研究方式 學術補助

• 主管機關 行政院國家科學委員會 • 研究期間 9508 ~ 9607

• 執行機構 台北醫學院天然物醫學研究所

• 年度 95 年 • 研究經費 1120 千元

• 研究領域 生物技術, 基礎醫學類

• 研究人員 楊維中,蔡行瀚,李怡萱

• 中文關鍵字 --

• 英文關鍵字 --

• 中文摘要 中樞神經系統受損, 常影響其近端神經的功能, 嚴重時導致病人的肢體癱瘓, 造 成個人及家庭社會的負擔. 神經受損的部位, 常發現星狀膠細胞

(astrocyte) 的聚集並 受到發炎反應分泌的 cytokines 刺激,大量分泌細胞外間質(extracellular matrix, ECM), 以修補受損的組織。而過量的細胞外間質聚 集可能形成神經膠疤(glial scar),此神經膠 疤會影響神經纖維之再生, 並阻隔神經纖維之連結, 影響神經訊號的傳導, 使神經系 統組織修復失敗。細胞 外間質為形成結締組織的重要物質. 主要提供細胞附著並影響 細胞的活性, 包括增生與分化. 對於組織的修復是必須的物質.近年的研究顯示, 神經 膠 疤中重組後的細胞外間質中富含硫化軟骨蛋白多醣(chondroitin sulfate proteoglycan, CSPG)成分, 是造成抑制神經纖維再生之關鍵物質. 蛋白多醣 (proteoglycan)為一種同 時具有核心蛋白質(core protein)及一條或多條黏多醣(glycosaminoglycan, GAG)的醣蛋白 (glycoprotein). 根據攜帶的黏多醣質 組成份的不同, 可以分為四種主要的蛋白多醣, 硫化軟骨蛋白多醣(CSPG), 硫化肝素蛋白多醣(heparan sulfate proteoglycan HSPG), ﹐ 硫 化角質蛋白多 醣(keratan sulfate proteoglycan, KSPG). 研究顯示, 星狀膠細胞有能 力製造出以上四種蛋白多醣。受傷後若抑制硫化軟骨黏多醣(CS)的合成或投與硫化 軟骨 黏多醣水解脢(chonsroitinase ABC), 除去蛋白多醣上的硫化軟骨黏多醣, 可恢復部分神 經纖維之再生. 暗示, 硫化軟骨黏多醣(chondroitin sulfate, CS)對於神經纖維再生 是主要的抑製成分. 然而,蛋白多醣是組成細胞外間質提供細胞生長與附著之必要成 分, 對於胚胎發育及組織修復至為重要。

再者, 蛋白多醣上的黏多醣的表現異質性 (heterogeneous)很高, 常因細胞型態的不同,週遭環境的因子, 與其他細胞外間質之相 對濃度的改變等,影響 黏多醣的組成型態,長度, 硫化程度改變。因此, 對於受傷後神經 組織中各種神經細胞分泌出的蛋白多醣種類及性質及其對於神經細胞纖維的再生影 響 仍有待釐清。本實驗室去年獲國科會專題計畫補助(NSC 94-2314-B-038-017)蛋白多醣在 脊椎受傷後之表現及其分子調控機轉之研究發現, 已初代 星形膠細胞體外培養並以 AMPA+cyclothiazide 刺激, 可誘發星形膠細胞之再活化, 並表現高量的 glial fibrillary acidic protein (GFAP),且此活化的星形

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膠細胞分泌大量的CSPG 與已知體內受傷後星形膠 細胞的表現相似, 顯示此模式可作為探討受傷後星形膠細胞之表現及影響。因此, 本計 畫將運用 初代星形膠細胞體外培養受傷模式, 進一步釐清並找出最顯著表現的蛋白多 醣及其黏多醣的特性, 以及其對於神經細胞纖維再生的影響。又因為體 內ECM 環境不只 有蛋白多醣,而且 ECM 分子的聚合結構也是影響細胞行為的重要因素, 故在第二年, 我 們計畫對於不同情況下星形膠細胞分泌的 ECM 作保存及培養, 已完整的 ECM 環境培養神 經細胞並觀察其纖維再生, 以控制第一年找到的特異性蛋白多醣及黏多醣表現的方式, 確認其在神經 再生的影響, 並以此模式探討 ECM 與神經細胞上粘著分子之交互作用及訊 息的傳遞。此二年期計畫有助於建立神經細胞受傷體外培養模式並對於 受傷後ECM 重組 及神經組織修復及分子調控機轉的釐清及瞭解。以達到更有效的促進中樞神經組織再生 及修復之目的.

• 英文摘要 查無英文摘要

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參考文獻

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