Project title
96學年度國家科學及技術委員會補助研究計畫
Acronym
專題研究計畫
Internal ID
NSC95-2320-B040-029-MY2
Principal Investigator
陳暉雯
Status
research project
Start Date
August 1, 2007
End Date
July 31, 2008
Organizations
Partner Organizations
Project Web Site
Options
DHA調控Phenobarbital誘發初代肝細胞Cytochrome P450 2B1表現之機制探討
Description
文獻指出，多元不飽和脂肪酸參與調控多種基因轉錄作用、影響mRNA穩定
性，在調控細胞生理、生化及代謝反應過程中扮演關鍵的角色。細胞色素P450
負責解毒代謝/生物轉化作用。 目前臨床癌症治療上，CYP 2B1對抗癌藥物
cyclophosphamide 和ifosfamide的活化已被廣泛研究。本實驗室已成功建立
phenobarbital (PB)誘發CYP 2B1表現的細胞模式，對後續探討飲食因子如何調控
CYP 2B1的表現機制提供了可行的實驗工具。本實驗室先前研究證實，n-6多元
不飽和脂肪酸－arachidonic acid (AA)、linoleic acid (LA)及n-3多元不飽和脂肪酸
－eicosapentaenoic acid (EPA)、docosahexaenoic acid (DHA)皆具有負向調控PB誘
發肝細胞CYP 2B1基因表現之能力，其中以AA和DHA抑制效果最顯著。AA被證
實主要是透過其代謝產物PGE2再經PGE2接受器(EP2)活化cAMP-dependent
protein kinase A pathway達到此效果，但是DHA的抑制機制仍不清楚。DHA若是
透過COX代謝會生成PGE3而非PGE2，將PGE3添加於初代肝細胞中並不會影響
CYP 2B1基因表現，但以DHA處理初代肝細胞相較於控制組仍可增加胞內PGE2
濃度，因此並不排除DHA可能透過其它訊息傳遞路徑刺激細胞內PGE2的生成，
進而影響CYP 2B1基因表現。
Ceramide為脂肪酸與sphingosine結合而成的高度疏水性分子。除了作為細胞
膜組成分之外，也被視為訊息傳遞分子，在細胞生理代謝過程中扮演重要角色。
文獻指出，哺乳動物細胞中發現acidic、neutral 和alkaline三種不同形式的
sphingomyelinase (SMase)，可將sphingomyelin水解成ceramide；ceramide再經由
ceramide kinase作用形成ceramide-1-phosphate，進而活化cytosolic phospholipase
A2 (cPLA2)促使胞內生成AA。許多研究證實，n-3多元不飽和脂肪酸可活化neutral-
或acidic-SMase，顯著增加胞內ceramide濃度。本實驗室初步針對ceramide影響PB
誘發CYP 2B1基因表現作探討，結果發現ceramide可顯著負向調控CYP 2B1表
現，且此抑制效果呈現劑量關係。許多研究顯示，核蛋白接受器constitutive androstane receptor (CAR)的活化與
PB 誘發CYP 2B 基因表現有密切相關。文獻指出，CYP 2B 基因序列promoter
位置上帶有一段對PB 具有高度反應性的DNA 序列，稱之為PB-responsive
enhancer module (PBREM)，PBREM 包含兩個DR-4 nuclear receptor-binding
motifs，稱之為NR-1 及NR-2。研究證實，當肝細胞給予PB 刺激時，細胞質CAR
會被活化並translocate 至細胞核內，與核內retinoid acid receptor (RXR)結合成
CAR/RXR heterodimers，此heterodimers 再結合至promoter 的DR-4 nuclear
receptor-binding motifs，進一步啟動CYP 2B 基因表現。同時，CAR 基因表現與
活化被證實與glucocorticoid receptor (GR)活化有關。推論，GR 的活化也許在PB
誘發CYP 2B1 基因表現過程中扮演重要角色。先前研究發現，GR 的活化與其被
磷酸化位置有關，GR 被磷酸化作用證實與MAPKs 活化有關。n-3 多元不飽和脂
肪酸被證實會影響GR 活化，那n-3 多元不飽和脂肪酸是否可能透過MAPK 訊
息傳遞路徑影響GR 活化進而調控GR-mediated transcription 值得深入探討。
本計畫將分三部分探討DHA 如何負向調控PB 誘發CYP 2B1 基因表現，第
一：DHA 是否可能透過活化neutral-或acidic-SMase 造成胞內ceramide 累積，進
一步磷酸化形成ceramide-1-phosphate，再透過活化cPLA2 進而影響PGE2 生成，
最終影響CYP 2B1 基因表現。第二：GR-mediated CAR transcription 在DHA 負
向調控PB 誘發CYP 2B1 基因表現過程中所扮演的角色。第三：是否與活化特定
MAPK 訊息傳遞路徑進而影響GR 活性有關。
性，在調控細胞生理、生化及代謝反應過程中扮演關鍵的角色。細胞色素P450
負責解毒代謝/生物轉化作用。 目前臨床癌症治療上，CYP 2B1對抗癌藥物
cyclophosphamide 和ifosfamide的活化已被廣泛研究。本實驗室已成功建立
phenobarbital (PB)誘發CYP 2B1表現的細胞模式，對後續探討飲食因子如何調控
CYP 2B1的表現機制提供了可行的實驗工具。本實驗室先前研究證實，n-6多元
不飽和脂肪酸－arachidonic acid (AA)、linoleic acid (LA)及n-3多元不飽和脂肪酸
－eicosapentaenoic acid (EPA)、docosahexaenoic acid (DHA)皆具有負向調控PB誘
發肝細胞CYP 2B1基因表現之能力，其中以AA和DHA抑制效果最顯著。AA被證
實主要是透過其代謝產物PGE2再經PGE2接受器(EP2)活化cAMP-dependent
protein kinase A pathway達到此效果，但是DHA的抑制機制仍不清楚。DHA若是
透過COX代謝會生成PGE3而非PGE2，將PGE3添加於初代肝細胞中並不會影響
CYP 2B1基因表現，但以DHA處理初代肝細胞相較於控制組仍可增加胞內PGE2
濃度，因此並不排除DHA可能透過其它訊息傳遞路徑刺激細胞內PGE2的生成，
進而影響CYP 2B1基因表現。
Ceramide為脂肪酸與sphingosine結合而成的高度疏水性分子。除了作為細胞
膜組成分之外，也被視為訊息傳遞分子，在細胞生理代謝過程中扮演重要角色。
文獻指出，哺乳動物細胞中發現acidic、neutral 和alkaline三種不同形式的
sphingomyelinase (SMase)，可將sphingomyelin水解成ceramide；ceramide再經由
ceramide kinase作用形成ceramide-1-phosphate，進而活化cytosolic phospholipase
A2 (cPLA2)促使胞內生成AA。許多研究證實，n-3多元不飽和脂肪酸可活化neutral-
或acidic-SMase，顯著增加胞內ceramide濃度。本實驗室初步針對ceramide影響PB
誘發CYP 2B1基因表現作探討，結果發現ceramide可顯著負向調控CYP 2B1表
現，且此抑制效果呈現劑量關係。許多研究顯示，核蛋白接受器constitutive androstane receptor (CAR)的活化與
PB 誘發CYP 2B 基因表現有密切相關。文獻指出，CYP 2B 基因序列promoter
位置上帶有一段對PB 具有高度反應性的DNA 序列，稱之為PB-responsive
enhancer module (PBREM)，PBREM 包含兩個DR-4 nuclear receptor-binding
motifs，稱之為NR-1 及NR-2。研究證實，當肝細胞給予PB 刺激時，細胞質CAR
會被活化並translocate 至細胞核內，與核內retinoid acid receptor (RXR)結合成
CAR/RXR heterodimers，此heterodimers 再結合至promoter 的DR-4 nuclear
receptor-binding motifs，進一步啟動CYP 2B 基因表現。同時，CAR 基因表現與
活化被證實與glucocorticoid receptor (GR)活化有關。推論，GR 的活化也許在PB
誘發CYP 2B1 基因表現過程中扮演重要角色。先前研究發現，GR 的活化與其被
磷酸化位置有關，GR 被磷酸化作用證實與MAPKs 活化有關。n-3 多元不飽和脂
肪酸被證實會影響GR 活化，那n-3 多元不飽和脂肪酸是否可能透過MAPK 訊
息傳遞路徑影響GR 活化進而調控GR-mediated transcription 值得深入探討。
本計畫將分三部分探討DHA 如何負向調控PB 誘發CYP 2B1 基因表現，第
一：DHA 是否可能透過活化neutral-或acidic-SMase 造成胞內ceramide 累積，進
一步磷酸化形成ceramide-1-phosphate，再透過活化cPLA2 進而影響PGE2 生成，
最終影響CYP 2B1 基因表現。第二：GR-mediated CAR transcription 在DHA 負
向調控PB 誘發CYP 2B1 基因表現過程中所扮演的角色。第三：是否與活化特定
MAPK 訊息傳遞路徑進而影響GR 活性有關。