結核性肋膜發炎中肋膜細胞表現腫瘤壞死因子、基質金屬水解酶及第一型胞漿素原活化抑制劑的調控機轉

在結核肋膜炎中腫瘤壞死因子、基質金屬水解酶和第一型胞漿素原活化抑制劑濃度皆有顯著的增加，此三者的增加在結核肋膜炎的病理過程以及隨之而來的纖維化中扮演著重要的角色。組蛋白去乙醯酶可調控基因的表現和訊號分子且曾被發現與纖維化疾病有關。本研究的目的即在探討，肋膜細胞經由加熱殺死的結核分支桿菌刺激後如何調控腫瘤壞死因子和基質金屬水解酶的表現以及組蛋白去乙醯酶抑制劑如何影響腫瘤壞死因子誘導第一型胞漿素原活化抑制劑的表現和對活體肋膜纖維化的影響。
實驗結果顯示，結核肋膜炎病人的肋膜積液中腫瘤壞死因子、基質金屬水解酶-1和基質金屬水解酶-9濃度明顯的高於控制組且與初始的肋膜積液量呈正向關係，而其中又只有腫瘤壞死因子和基質金屬水解酶-1與結核肋膜炎誘發的纖維化呈正向關係。此外，在結核肋膜炎的肋膜積液中腫瘤壞死因子也與基質金屬水解酶-1和基質金屬水解酶-9呈正相關。在人類肋膜間皮細胞株的實驗中可發現，經加熱殺死的結核分支桿菌可增加類鐸受體2和類鐸受體4的表現、激活ERK的訊息傳遞及調控腫瘤壞死因子信使RNA和蛋白的表現。再者，抑制類鐸受體2而非類鐸受體4的基因表現可顯著的減少ERK的磷酸化以及腫瘤壞死因子蛋白的表現。另外，加熱殺死的結核分支桿菌和腫瘤壞死因子皆可明顯地誘導人類肋膜間皮細胞株合成基質金屬水解酶-1和基質金屬水解酶-9，在給予抗腫瘤壞死因子抗體後亦可減少加熱殺死的結核分支桿菌刺激基質金屬水解酶-1的產生而非基質金屬水解酶-9。此外，我們也發現，m-carboxy cinnamic acid bis hydroxamide (CBHA)，一種羥肟酸類的組蛋白去乙醯酶抑制劑，在人類肋膜間皮細胞株中可有效抑制腫瘤壞死因子所引發的組蛋白去乙醯酶活性以及第一型胞漿素原活化抑制劑蛋白和信使RNA的表現。再者，組蛋白去乙醯酶抑制劑亦可顯著的增加腫瘤壞死因子誘導絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶-5/絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶-1的表現、抑制p38/JNK磷酸化及ATF2/c-Jun的轉位和第一型胞漿素原活化抑制劑報導基因的活性。在動物實驗中，將單一劑量的組蛋白去乙醯酶抑制劑注入大鼠肋膜腔中，可顯著的阻斷多西環素誘導第一型胞漿素原活化抑制劑的表現及肋膜纖維化。
根據實驗結果，初步認為在人類肋膜間皮細胞株中，加熱殺死的結核分支桿菌會激活類鐸受體2/ERK的訊息傳遞從而誘發腫瘤壞死因子的表現進而引發基質金屬水解酶-9和基質金屬水解酶-1蛋白的產生，此與肋膜積液量及肋膜纖維化有關，亦可能與結核肋膜炎發生的機制有關。此外，我們也發現，在人類肋膜間皮細胞株中，組蛋白去乙醯酶抑制劑可有效阻斷腫瘤壞死因子誘導第一型胞漿素原活化抑制劑的表現乃經由絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶的訊息路徑，且組蛋白去乙醯酶抑制劑亦可抑制活體肋膜纖維化的發生。由本研究結果得知，肋膜細胞經加熱殺死的結核分支桿菌刺激後調控腫瘤壞死因子、基質金屬水解酶的表現機制以及組蛋白去乙醯酶抑制劑可藉由抑制第一型胞漿素原活化抑制劑而產生抗纖維化作用，可提供結核肋膜炎及伴隨而來的肋膜纖維化一個新的分子作用機制及治療方向。