健康微生物菌叢創造農畜水產的安全與綠金
發炎反應是身體對抗外來病原菌感染的重要防禦機制,然而過度及長時間的發炎反應卻像體內一把不斷燃燒的火燄,無時無刻傷害我們的身體,容易引發許多常見的疾病,例如代謝症候群及神經退化性疾病等。因此,如何有效降低體內慢性發炎是預防與改善發炎相關疾病的重要策略。NLRP3 inflammasome (NLRP3發炎體)是發炎反應中重要的作用機制,體內特定的危險因子,例如膽固醇、脂肪酸、尿酸以及空氣汙染的PM2.5都能引起NLRP3發炎體活化,NLRP3發炎體過度活化會促進心血管疾病、第二型糖尿病、癌症、腎臟病、神經退化性疾病等發炎相關疾病的產生,因此了解NLRP3發炎體活化機轉及開發NLRP3發炎體抑制劑是目前新藥研發的重要策略之一。國立宜蘭大學生物技術與動物科學系花國鋒教授研究團隊致力於研究NLRP3發炎體的活化機轉及其在發炎相關疾病致病過程之角色,花教授研究團隊建立疾病專一性抗發炎藥物篩選測試細胞及小鼠平台,模擬腎臟病、第二型糖尿病、動脈硬化、痛風、發炎性腸道疾病、阿茲海默症、亨丁頓舞蹈症、細菌感染、PM2.5等引起的NLRP3發炎體活化,提供學界及食品生技醫藥相關產業一個快速且經濟的篩選測試平台,利於開發預防與改善特定疾病的抗發炎保健成分或藥品。
科學家證實慢性發炎就像是體內不斷燃燒的火燄,免疫細胞長時間持續釋放的發炎物質,不知不覺中對人體組織造成慢性傷害,時間久了會引發多種不同的疾病,最新的研究發現體內有一套新的發炎反應機制稱為NLRP3 inflammasome (NLRP3發炎體),NLRP3發炎體是一種包含NLRP3、ASC及caspase-1的蛋白複合體,調控蛋白酶caspase-1活性及發炎激素IL-1β及IL-18的成熟與分泌,在發炎反應中扮演重要的角色。NLRP3發炎體除了會因為細菌及病毒感染所活化,還會被體內代謝相關危險分子活化,例如高血脂、高膽固醇、高尿酸、高血糖等,NLRP3發炎體也會因為吸入空氣汙染的PM2.5所活化。科學家證實過度活化的NLRP3發炎體會導致許多疾病的發生與惡化,包括癌症、第二型糖尿病、心血管疾病、腎臟病、神經退化性疾病、痛風、關節炎、發炎性腸道疾病等,這也部分說明了為何現代人因環境污染及生活型態的改變,增加許多罹患文明病的風險。避免NLRP3發炎體過度的活化是維持健康與治療相關疾病的有效方法,因此發展NLRP3發炎體抑制劑是當今新藥開發重要的目標,目前世界上已有數家藥廠及生技公司以發展NLRP3發炎體抑制劑為公司的主要目標。
圖一:NLRP3發炎體與疾病
傳統發炎反應的實驗模式大多以細菌內毒素作為誘發發炎反應的刺激物,此模式雖然為常用且穩定之抗發炎藥物篩選測試平台,但缺點是細菌內毒素誘發之發炎反應並不代表特定的疾病狀態,無法用來篩選改善特定疾病之抗發炎藥物。國立宜蘭大學生物技術與動物科學系花國鋒教授研究團隊致力於研究NLRP3發炎體的活化機轉及其在發炎相關疾病致病過程之角色,花教授建立疾病專一性抗發炎藥物篩選測試細胞平台,模擬腎臟病、第二型糖尿病、動脈硬化、痛風、發炎性腸道疾病、關節炎、阿茲海默症、細菌感染、PM2.5等引起的NLRP3發炎體活化,用以快速篩選具有預防與改善特定疾病的保健成分或藥品及探討藥物作用之生效機轉。花教授也建立專一性小鼠疾病模式,進一步驗證候選成分在活體內抑制NLRP3發炎體及改善疾病的效果。
圖二:疾病專一性抗發炎藥物篩選測試平台
花教授研究團隊以此NLRP3發炎體平台已發表29篇SCI期刊論文,並取得28項台灣、美國、歐盟、德國、日本、大陸等發明專利,是一個穩定、快速且經濟的疾病專一性抗發炎藥物篩選測試平台,花教授研究團隊也與生技製藥相關產業進行產學合作計畫,共同研發預防與改善發炎相關疾病的保健成分或藥品。
延伸閱讀-科技部(科技大觀園)
訂閱電子報以獲得最新資訊
填寫連絡資訊以取得每月發行之電子報