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腸道黏膜異常的原因

日本理化學研究所統合生命醫科學研究中心,與東京大學的醫科學研究所等共同研究團隊,發現腸道上皮細胞的細胞內蛋白質輸送控制因子AP-1B1蛋白質,如果機能出現異常,會引發腸道黏膜異常增殖
 
 
 
日本理化學研究所統合生命醫科學研究中心,與東京大學的醫科學研究所等共同研究團隊,發現腸道上皮細胞的細胞內蛋白質輸送控制因子AP-1B蛋白質,如果機能出現異常,會引發腸道黏膜異常增殖。
 
生物體表面常與細菌或病毒等外來物質互相接觸,故透過皮膚或黏膜予以保護。覆蓋在生物體表面上的表皮通常是由多層的表皮細胞或角質層所組成,可形成較為堅韌的保護層,故能防止外來物質的侵入。但是人類消化器官等黏膜表面大多僅為單層上皮細胞所覆蓋,其機械性防禦機能較為脆弱,其中腸道黏膜為了提高營養或水分的吸收效率,擁有高達400平方公尺的表面積,經常接觸食物所含的各種過敏物質和隨著食物攝取而來的外來微生物,並且暴露於高達數百兆個腸內細菌叢中。
 
腸道上皮細胞的細胞膜處於如此危險的腸道黏膜最前線,能夠清楚區分為面向腸道內腔的「頂區」與面向體內的「底側區」,兩者分別具有不同的蛋白質群,對於區隔體內、外完全不同的環境扮演重要的機能。一個細胞內,不同部位的蛋白質組成與其伴隨的機能不同,此現象稱之為「細胞的極性」。
 
常與外來物質接觸的腸道上皮細胞,與免疫細胞並列為生物體內分裂增殖最活潑的細胞,以人類為例,大約5天的時間就能將全部的腸道上皮細胞予以替換。腸道上皮細胞必須在細胞形成與維持細胞極性狀態下,同時能夠迅速增殖,顯示在細胞極性與細胞增殖之間關係密切,並可藉由某種機制予以調控,但是到目前為止其分子機制仍然不明。
 
該共同研究團隊關注於腸道上皮細胞的底側區細胞膜上,其輸送特定蛋白質的控制因子AP-1B蛋白質。對AP-1B基因受損老鼠進行病理組織學與生物化學詳細分析,發現其小腸重量變為3倍、腸道上皮細胞增殖過量,且發現腸道上皮細胞底側區細胞膜的細胞接著分子E-鈣黏蛋白 堆積於細胞內,導致與腸道上皮細胞間接合、以及細胞增殖相關的分子所形成的複合體變得不安定,並因β-連環蛋白從細胞質移動至細胞核內,使得腸道上皮細胞增殖過量。
 
該研究發現AP-1B蛋白質能調控腸道上皮細胞的極性與增殖,顯示其與腸道上皮細胞癌化有關,期待未來能夠以AP-1B為標的,開發出癌症早期發現新法與病後康復評估法。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿/2013年11月)
 
責任編輯:李冠群|國立臺灣師範大學生命科學系

名詞解釋 :

1.AP-1B : Adaptor protein-1B的簡稱,Adaptor protein屬於複合體蛋白質,於蛋白質複合體中扮演連結不同蛋白的功能,目前共有7種被發現,其中5種存在於大多數的組織或細胞,2種分佈於特殊的組織或細胞,如AP-1B僅分布於上皮組織。

2. 頂區、底側區 : 腸道上皮細胞的細胞膜可區分為面向腸道內腔的「頂區(Apical domain)」與面向體內的「底側區(basolateral domain)」,各具有不同生化特性。

3. E-鈣黏蛋白 : E-Cadherin,分布於上皮細胞的側面,是形成密著結合(adrerens junction)的糖蛋白,相鄰細胞表面的E-連環蛋白同伴會緊密結合。

4.β-連環蛋白 :β-Catenin,具有細胞間接合與轉譯活化兩種不同機能。

5.細胞增殖相關的分子:β-連環蛋白和E-鈣黏蛋白

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