慈濟大學張新侯教授團隊發現P-選擇素新功能

當我們皮膚上有傷口的時候,細菌就可能會從那裡入侵而發生感染;這時候,血液中的白血球們就會聚集在傷口處,將細菌吞噬掉。這些白血球是怎麼知道那裡發生感染呢?關鍵就在P-選擇素(P-selectin)。

過去的研究發現P-選擇素是一個細胞附著受器,只表現於血小板、血管內皮細胞及少數幹細胞。但是它平常並不會直接表現在細胞表面,而是以小泡泡(vesicle)的型態存在於細胞中。當皮膚上有傷口,傷口附近的血管內皮細胞就會把P-選擇素表現在細胞表面,而這些P-選擇素會使得經過的白血球附著,然後這些白血球會感應到感染部位釋放出來的發炎物質,於是就一擁而上去吞食細菌了。

慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系張新侯老師以及他的研究團隊,在研究P-選擇素時發現,當有需要(感染或感受到壓力)的時候,它不只是會表現在細胞表面,也會分泌出來。為什麼細胞要分泌它呢?會不會還是和修復傷口有關?

於是張老師的團隊用細菌毒素或出血性蛇毒來注射小鼠。實驗的結果發現,如果先給小鼠打P-選擇素,不論是給予細菌毒素或是出血性蛇毒,小鼠都不會死,顯示了分泌態的P-選擇素的確有修復的功能。既然分泌態的P-選擇素有修復的功能,而血小板上面也有P-選擇素,它會不會影響到血小板的功能呢?為了回答這個問題,張老師的研究團隊應用P-選擇素剔除的小鼠來回答這個問題。

剔除P-選擇素的小鼠,在平常狀態下與野生種小鼠無異。但是當研究團隊給予小鼠壓力,讓小鼠緊張時,小鼠會出現腸道損傷;這時剔除P-選擇素的小鼠與野生種小鼠就顯現出差別了:P-選擇素剔除小鼠其腸道損傷的程度比野生種小鼠要嚴重得多。張老師的研究團隊發現,如果提供野生種小鼠的血小板給P-選擇素剔除小鼠,腸道損傷的程度可以回復到未受壓力的狀態,顯示了血小板的確有修復的功能,而要讓血小板發揮修復功能,的確需要P-選擇素。

圖A是實驗的時間線。 圖B是實驗的分析結果。 縱軸是血小板表面的P-selectin表現量, 橫軸是時間點。 分析結果發現, 小鼠在0小時, 血小板表面的P-selectin表現量在兩組並無差異。 但是在9小時限制壓力後, 血小板表面的P-selectin表現量在有壓力組, 明顯比無壓力組來得高出許多。 結果顯示有P-selectin表現的血小板有可能參與限制壓力下的相關調節。
圖A是實驗的時間線。 圖B是實驗的分析結果。 縱軸是血小板表面的P-selectin表現量, 橫軸是時間點。 分析結果發現, 小鼠在0小時, 血小板表面的P-selectin表現量在兩組並無差異。 但是在9小時限制壓力後, 血小板表面的P-selectin表現量在有壓力組, 明顯比無壓力組來得高出許多。 結果顯示有P-selectin表現的血小板有可能參與限制壓力下的相關調節。

這次的研究,只給予小鼠短時間的壓力。過去的研究發現,短時間的壓力會造成小鼠的「十二指腸」(胃以下1-5公分的腸道)的損傷;而其他研究團隊發現,若給予小鼠壓力連續兩個月,小鼠就會發展出大腸的問題。會不會P-選擇素也對這方面有幫助呢?這是張老師研究團隊目前的研究方向。

現代人因為面對許多的壓力,罹患十二指腸潰瘍或是潰瘍性結腸炎的人不在少數。張老師研究團隊發現,使用氫離子幫浦阻斷劑(Proton-pump inhibitor,PPI)的確可以治療小鼠因為壓力所產生的腸道損傷。但是最近的研究卻發現,氫離子幫浦阻斷劑可能對失智症有促進作用,讓人開始對氫離子幫浦阻斷劑不大放心。或許經由這個研究,能進一步瞭解壓力對腸道損傷產生的機制,若能開發出其他的治療方法,便能造福人間。

參考文獻:Pethaperumal S, Hung SC, Lien TS, Sun DS, Chang HH. P-Selectin is a Critical Factor for Platelet-Mediated Protection on Restraint Stress-Induced Gastrointestinal Injury in Mice. Int J Mol Sci. 2022 Oct 7;23(19):11909. doi: 10.3390/ijms231911909. PMID: 36233211; PMCID: PMC9570147.

(撰文:葉綠舒,攝影:曾繼鋒)