第十二卷 第八期 - 2010年二月十二日 PDF
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水溶性幾丁聚醣對於塵蹣引發過敏發炎反應的影響
陳志隆1,2、王裕民2、劉嘉芳1王志堯1,3,*
1國立成功大學基礎醫學研究所
2工業技術研究院生技與醫藥研究所
3國立成功大學醫學院醫學系小兒學科
 
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1.

過敏,是人體中的免疫細胞對於環境中原本無害的外來物產生不正常反應的現象。過敏,這個疾病在過去十幾年中,病例不斷地增加,並且遍及世界各地。尤其在已開發國家中,根據預測,已有約20%的人口受到此疾病的折磨。 過敏性氣喘在臨床上,我們會發現病人血清中IgE 的量,及對過敏原具專一性之IgE會有增加的現象,這是由對過敏原具專一性之Th2(CD4 T-helper type 2)細胞所合成之IL-4 和 IL-5 這兩種細胞激素,去刺激B細胞造成的結果。 [4–6] 最近有研究指出, 如果能使這種對過敏原具專一性的反應從偏向Th2,走向Th1,將能在過敏此疾病上發揮療效[7, 8]。而許多的免疫調節因數,像CpG DNA motifs [9–11],由細菌製造的heat-killed Listeria monocytogenes…等等因數,都正被使用及研究中。[12]幾丁質是自然界中第二多的多醣類,它可在真菌的細胞壁中被發現,也是節肢動物的外骨骼裡的主要組成部分,它是N-乙醯-D-胺基葡萄糖多醣體[16–20].。幾丁質微粒子(Chitin microparticles,簡寫為CMP),它不會造成過敏,且可以在生物體中被分解,它在1–20 mm的範圍可以由生物承受。幾丁質已被廣泛運用在醫學、獸醫、化妝品和環境工業…等方面上[21]。幾丁質可藉胞吞作用,有效地作為T和B細胞的佐劑[22]。也有研究指出,幾丁質微粒子(CMP)能改變正發展中、朝向Th1趨向的免疫反應 [19,23]。 黏膜中的樹突細胞和巨噬細胞能有效清除微粒物質,對於吸入的細菌、病毒、真菌孢子和微粒物質,這兩種細胞可藉由分泌 IL-12, IL-18 和 TNF-α 來使細胞媒介型免疫反應更有效[24, 25]。 這些細胞激素會促使Th1淋巴細胞製造IFN-g。而IFN-g會和由巨噬細胞衍生而來之細胞激素一同作用,促進Th1免疫反應,並且調節Th2 cytokines,包含IL-4 和 IL-5.的製造。在本實驗研究中,我們利用塵蹣致敏的小鼠及過敏氣喘病童的巨噬細胞,來觀察水溶性的幾丁聚醣(WSC)對其改善的效果。

2. 結果

我們發現,水溶性的幾丁聚醣(WSC),在家塵蹣(Der f)刺激之巨噬細胞(monocyte-derived macrophages , MDM)有專一性的免疫調節功能。這些效果包含: 1.使細胞激素平衡狀態朝向Th1。 2.降低發炎性細胞激素, IL-6 和 TNF-α, 的產生(圖一)。

由掃描式電子顯微鏡(SEM),我們實驗室發現,水溶性幾丁聚醣能降低由家塵蹣(Der f)刺激之巨噬細胞(monocyte-derived macrophages , MDM)產生偽足的機率,這些巨噬細胞是從氣喘病人身上取得的 (圖二)。

在運用老鼠做氣喘相關實驗上,我們發現發炎細胞浸潤的情形減少、上皮細胞被破壞的情況減少、 goblet 細胞增值之現象減少、並且在支氣管上皮中,Arg1, iNOs, 和 thymic stromal lymphopoietin (TSLP)等發炎介質的生成也顯著下降,因此使得由Der f 引發之肺部發炎較輕微 (圖三)。


3. 討論

在此實驗中,我們希望能發現一個新的、具生物活性的自然物質,像幾丁聚醣,來抑制過敏反應。幾丁質(Chitin)是自然界中最常見的生物物質,節肢動物及黴菌外殼都是幾丁質的主要組成。幾丁質是屬於多聚醣胺為不可溶,需去乙醯化後形成幾丁聚醣 (Chitosan)方為可溶。過去的研究報告顯示,幾丁質可刺激吞噬細胞(macrophage) ,促進傷口癒合,有抗菌及抑制腫瘤細胞的效果。由於幾丁質是屬黴菌外殼的主要組成份,有人認為會引發免疫細胞產生先天性免疫反應(innate immune mechanism)而產生TH1 細胞激素的反應,而達成抗過敏及治療氣喘的作用。但也有報告指出氣喘發作時,分解幾丁質的酵素Amcase會增加表現,及以蠕蟲感染小鼠的過敏模式中,給予幾丁質會增加嗜伊紅性細胞的浸潤及氣道發炎增加的現象。因此幾丁質或幾丁聚糖是否能對過敏氣喘發炎產生免疫調節作用的現象仍眾說紛紜未有定論。根據本實驗的動物實驗報告,我們發現自鼻腔給予水溶性的幾丁聚醣可以有效的減少塵蟎過敏原所引發的氣喘發炎反應。過敏氣喘小鼠肺部組織切片,在經水溶性幾丁聚醣的給予下,也減少了ArgI, iNOs,及TSLP 等發炎介質的表現。而更進一步的實驗以掃描電顯觀察下,我們看到水溶性幾丁聚醣對過敏原引發吞噬細胞表面偽足增生的活化現象,有明顯的抑制作用。因此,我們推測水溶性幾丁聚醣(WSC)能啟動抗原呈現細胞,像巨噬細胞、樹突細胞,他們能調節由抗原刺激的免疫反應。

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