文章專區

2023-01-16找到動脈粥狀硬化新分子標靶 「紐蛋白」磷酸化是關鍵 493 期

Author 作者 整理報導|羅億庭

心血管疾病長年來位居臺灣十大死因的前段班,溫差大的秋冬更是心血管疾病的好發季節。即便我們知道動脈粥狀硬化(attherosclerosis)是誘發心血管疾病的重要 危險因子,但科學家目前對於心血管系統中的力學環境仍所知甚少。

近期由臺北醫學大學醫學科技學院院長、國家衛生研究員特聘研究員裘正健領導的跨領域團隊,解密了血流力學如何調控血管病生理、動脈粥狀硬化形成的分子機制,可望成為診斷與治療動脈粥狀硬化的新分子標靶。 該項研究成果已於去(2022)年11月,刊登於《歐洲心臟雜誌》(European Heart Journal)期刊。

過往的臨床醫學研究顯示,動脈粥狀硬化大多好發於血管彎曲或分岐處附近。由於這些區域的血液流動特別複雜,而且產生的擾流(disturbed flow)與剪力(shear stress)被認為是調節血管壁發炎及動脈硬化形成的重要因子。但即使經過了40多年的研究歷程,科學家依舊很難解析心血管系統的力學環境如何調控心血管病生理,並導致動脈粥狀硬化形成。

本次由裘正健率領的「血管分子生物工程」團隊,跨領域結合實驗豬與基因轉殖鼠模型、體外流動室模型、大規模磷酸化蛋白質體學,以及冠狀動脈疾病患者的臨床標本,首次開發出心血管疾病動脈粥狀硬化的診斷與治療新分子標靶——紐蛋白(vinculin)。紐蛋白是一種細胞骨架蛋白兼黏著斑組成蛋白,它的絲胺酸 (serine)721位置在容易出現動態粥狀硬化的血管內皮中,會被紊亂的血液擾流與剪力高度磷酸化。而這種由擾流引起的紐蛋白絲胺酸721磷酸化,是在蛋白偶聯 受體激酶2(GRK2)酵素的作用下產生,GRK2將使得紐蛋白成為閉合型的無活性形式。無活性形式的紐蛋白會破壞血管內皮VE-鈣黏蛋白(VE-cadherin)的連接,並增加血管內皮的通透性與病灶內巨噬細胞的浸潤(infiltration),最終導致動脈粥狀硬化的病灶。

研究團隊首先利用動脈粥狀硬化小鼠模型,繁殖出血管內皮過度表達且紐蛋白並未磷酸化的基因轉殖小鼠進行實驗,成功證實了紐蛋白絲胺酸721磷酸化在促進動脈粥狀硬化中的關鍵作用。團隊後續又進一步針對冠狀動脈疾病患者的臨床標本進行分析,發現血管內皮的紐蛋白絲胺酸721磷酸化是動脈粥狀硬化疾病發展時的關鍵臨床病理生理標誌物,透過量測患者血清中的紐蛋白絲胺酸721磷酸化數值,對於診斷冠狀動脈疾病的進程相當有幫助。

藉由本次對於血管內皮及血清中紐蛋白絲胺酸721磷酸化的發現,可望協助臨床上動脈粥狀硬化的早期治療與評估,並有助於發展心血管疾病相關的診斷方法與治療藥物。

新聞來源
國家科學及技術委員會(2022年12月13日)。動脈粥狀硬化症診斷治療 創新發現 臺灣研究團隊亮眼成果榮登國際頂尖期刊《歐洲心臟雜誌》。 國家科學及技術委員會。https://bit.ly/3FzjzZP