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趙百師老師紀念論文獎得獎心得 探討STI-1誘導骨髓細胞移行至中風腦部之角色

作者:徐偉成 (中國醫藥大學附設醫院神經部主治醫師)

過去文獻發現 stress inducible protein 1 (STI-1)可能是治療神經變性疾病的重要關鍵。因為cellular prion protein (PrPC)是STI-1的受體,因此STI-1會傳遞由外界之各種壓力訊息藉PrPC至神經細胞,STI-1 事實上,PrPC會隨著腦部缺血而表現上升,且缺乏PrPC之表現會加劇中風的結果。 同樣的,過量的PrPC表現會保護缺血的腦區對抗腦梗塞,且促進神經功能恢復。不過,STI-1使中風復原的機轉仍沒有被調查出來,還有許多關鍵問題有待回答:(1) 缺血是否會影響STI-1的表現?是否與PrPC一同表現?如果是的話,其機制為何? (2)是否STI-1與PrPC相互作用會藉由對抗神經元凋亡方式誘導神經保護,使中風的恢復,或由其它非神經元機制產生,因此文獻中發現促進骨髓細胞(BMDC)回歸至缺血性損傷的部位,被認為可促進功能恢復。動員這些BMDCs需要骨髓趨化因子及SDF-1的增加。它們通常透過模表面上的CXCR4蛋白接受器接合來維持這些細胞的回歸。被動員的BMDCs之後會遷移穿過骨髓內皮,這個過程需透過matrix metalloprotease (MMP)的活化來進入循環。循環中的BMDCs會被聚集至損傷部位,含有大量的SDF-1,MMP-2和MMP-9,它們透過內皮細胞具及和分化為成熟組織。研究顯示STI-1是PrPC可能的配體,被認為STI-1有利於中風的恢復。目前未知的是中風是否會影響STI-1的表現以及其信號有利於中風復原的機轉。在人類及囓齒類動物的缺血腦中STI-1之表現會上升。腦內STI-1的表現量增加於神經元、神經膠細胞及血管內皮細胞。同樣地,STI-1增加的表現也會發生於缺氧狀態的初代皮質細胞培養中,原因是因為hypoxia inducible factor-1a (HIF-1a)會去跟STI-1的啟動子做直接結合。重要的是STI-1信號於體外會啟動骨髓細胞(bone marrow derived cells-BMDCs)的增生及轉移,在體內則會朝向缺血腦區聚集,並且在有回歸之BMDCs至缺血腦區會促使神經修復。我們的結果從證實了一種新的機制,缺血性損傷可以觸發一個自我保護機制,促進其修復。


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