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讓好細胞樂活

一般蛋白質處於壓力環境時,會「變性」造成功能喪失,「熱休克蛋白」卻是相當特殊的蛋白質族群。當細胞遇到外在環境劇烈變化時,細胞體內便會出現能穩定一般蛋白質結構的「熱休克蛋白」,協助保持蛋白質活性,幫助細胞度過難關。
 
 
 

花開花落,雲聚雲散是自然界的變化,更是生命的寫照。生物細胞也遵循著這樣的定律,成長與死亡。細胞的發展與死亡是一個精細調控的過程,正確的細胞死亡程序讓生物體井然有序地發展;反之,失控的細胞死亡程序卻是一場災難,像「癌」便是細胞失去死亡能力,反而不斷增生的後果。

科學總在尋找各種可能性,除了研究如何殺死癌細胞外,也想找出讓「正常細胞」延年益壽的方法。

 

我們可以想像正常細胞處在一種「平衡狀態」,細胞內有一群蛋白質負責催化細胞的死亡程序,另一群蛋白質則具有阻斷死亡程序發生的功能。細胞死亡程序是一種連鎖反應,在細胞內,一個生化因子啟動另一個生化因子,經過特定階段的生化反應造成細胞死亡。因此,只要抑制某一生化因子的啟動時機,理論上可以延後細胞死亡的時間點。

 

最近,中央研究院農業生物科技研究中心的楊淑美研究員領導的團隊發現,一種「末甲基化的 CpG 寡去氧核糖核酸」(CpG-ODN)會刺激「豬免疫細胞」某些特定蛋白質的「表現量」,產生抑制細胞死亡程序的作用,進而延長細胞的壽命。

 

「末甲基化的 CpG 寡去氧核糖核酸」的特殊之處,在於含有 CpG 特殊片段(一種含有「鳥糞嘌呤」和「胞嘧啶」的連續 DNA 片段)。未甲基化 CpG motif 存在於細菌的 DNA 內,這種特殊的 DNA 片段具有刺激免疫細胞活化的能力。楊教授的研究團隊發現,CpG motif 能讓免疫細胞內的「熱休克蛋白 HSP 70」、「Spondin-1 蛋白質」產生大量表現的作用,進而抑制豬免疫細胞的自發性細胞死亡程序。換句話說,CpG-ODN 很像「補品」,能促進豬免疫細胞的活力。

 

一般蛋白質處於壓力環境時,會「變性」造成功能喪失,像鳥蛋如果被烤熟,便不可能再孵出鳥兒。「熱休克蛋白」卻是相當特殊的蛋白質族群。

 

當細胞遇到外在環境劇烈變化時(像遭遇重金屬、氧化或缺氧等情況),細胞體內便會出現能穩定一般蛋白質結構的「熱休克蛋白」,協助保持蛋白質活性,幫助細胞度過難關。「熱休克蛋白 HSP 70」能促進免疫細胞活力的原因便在於此。另外,「Spondin-1 蛋白質」本是腦神經細胞發育的重要參與者,這個研究則發現 Spondin-1 蛋白質的新功能,即能夠阻斷自發性細胞死亡程序。

 

除了在豬的免疫細胞內可發現「熱休克蛋白 HSP 70」與「Spondin-1 蛋白質」外,人類的免疫細胞也存有這兩種特殊蛋白質。相信進一步的研究能解開更多的細胞活力之謎。

 
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