Mechanisms Underlying TNF-Alpha-Induced Matrix Metalloproteinase-9 Expression in Human Pulmonary Epithelial Cells

細胞外基質(ECM)不僅組成支持細胞的結構，另外也被視為調節細胞生理功能的重要成分，其能提供細胞進行遷移、分裂、分化、固定以及維持組織形態所需的環境。ECM的生成與分解失衡跟許多疾病的進行和腫瘤的生成有關。肺部組織的重塑是許多肺部疾病的標記，這些病理上的變化包含廣泛的肺部內ECM 的改變。很多的金屬蛋白.(MMPs)，特別是MMP-9 具有切割ECM 的功能在肺部的病理機轉上扮演重要的角色。第二型肺泡上皮細胞(Type II alveolar epithelial cells)是MMP-9 的重要來源，這種細胞受MMPs 調控而進行的遷移作用與肺部的發育、重塑以及肺部受傷的修復作用有密切的關係。腫瘤壞死因子(TNF-)會引發一些細胞內的訊號傳遞作用，進一步透過調控MMPs的表現而造成細胞遷移及浸潤。在一些肺部疾病中發現有TNF-濃度上升的現象。過去的報告指出TNF-會活化MAPKs、NF-κB 、PKC 及PI3K-/Akt，但是TNF-促使MMP-9表現的分子作用機轉目前並不清楚。本計畫主要在集中研究人類肺泡上皮細胞(A549 cell)受刺激後所引發的訊號傳遞路徑進而使MMP-9 表現的作用機轉。因此，計畫所提出的假說是：TNF-促使MMP-9 的表現而造成白血球與肺泡上皮細胞進行交互作用以及呼吸道發炎反應加劇。為證明上述的假設，計畫中的實驗將探討A549 細胞受TNF-刺激後，是如何活化MAPKs、轉活化生長因子受體、PI3K/Akt 以及AP-1、NF-κB、組蛋白乙醯化/去乙醯化和p300 等轉錄因子，最後又是如何使MMP-9 的mRNA 及蛋白質生成。整個計劃將建立TNF-作用在人類肺泡上皮細胞上活化MAPKs、PKC、PI3K/Akt、轉活化生長因子受體及NF-κB等訊號傳遞路徑，最終造成MMP-9 表現的整套作用機轉。在計畫實行的第一年，我們將探討TNF-藉由活化不同的MAPKs 訊號傳遞途徑而使MMP-9 表現。在第二年將研究TNF-是如何透過活EGFR、PDGFR、NF-B 和PI3K/Akt來調控MMP-9 的表現。最後在第三年，將整合各項調控MMP-9 表現的訊號傳遞路徑，其中包括在轉錄與轉譯層次上探究AP-1、組蛋白乙醯化、p300 與NF-κB等各種轉錄因子間的交互作用。以上的結果將提供有關TNF-作用機轉的新觀點，並且支持細胞激素可能會造成白血球與肺泡上皮細胞進行交互作用以及在呼吸道疾病進行中使發炎反應加劇的假說。從計劃獲的結果能幫助釐清細胞激素的作用機轉，並且也能證明細胞激素刺激MMP-9 的表現與肺部疾病的進行及肺癌的發展具密切相關性的假設。更進一步的研究有助於對MMPs 作用機轉與肺部病變過程上通盤的瞭解，另一方面也提供對肺部疾病有效治療策略。

Project ID:PC9607-0716
External Project ID:NSC96-2314-B182-011