塑化劑鄰苯二甲酸二辛酯在代謝性疾病致病過程中之角色及其分子機轉 －探討塑化劑藉由TRPV1 和PGC-1α影響骨骼肌細胞代謝及分化能力的機 制(1/3)

鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯[di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)]是由polyvinyl chloride (PVC)產品釋放出來的化合物， 並且在進入生物體後會快速代謝成鄰苯二甲酸單( 乙基己基酯)[mono(2-ethylhexyl)phthalate (MEHP)]。由於PVC 塑膠的廣泛應用在生活用品，因而導致釋放出來的DEHP/MEHP 充斥在我們的環境周遭，並使得人體持續地暴露在DEHP/MEHP 影響下。過去的研究指出，DEHP/MEHP 可以透過活化稱為PPARs 的細胞核受體來促進過氧化氫體的增生，而許多代謝途徑，像是脂肪酸代謝、過氧化氫分解及膽固醇生合成等也因此而被促進。除了當作PPARs 的活化物，DEHP也會與TRPV1 這個受體鈣離子通道做結合去調控細胞內鈣離子通道的活性，進而去調節細胞內鈣離子的濃度。骨骼肌(SKM)與許多代謝相關的疾病，像是胰島素抗性、第二型糖尿病以及肥胖等有著緊密的關聯性，而骨骼肌的代謝相關途徑會被PGC-1α 這個促進有氧呼吸的轉錄活化輔助因子所嚴密調控。此外，骨骼肌為了應付連續性損害及再生的循環，所以骨骼肌中有保有許多稱之為衛星細胞的肌肉幹細胞。TRPV1 大量表現在骨骼肌中的肌質網(SR)上，負責負重(load)的訊息所刺激的鈣離子釋放以及肌肉的收縮。有趣的是，藉由著攝食辣椒素來長時間性的活化TRPV1，可以增加骨骼肌的氧化代謝能力及運動耐力，由此可見，在肌質網中的TRPV1 在氧化代謝的訊號傳遞中扮演很重要的角色。為了深入瞭解DEHP/MEHP 對肌肉代謝以及幹細胞補充的影響，我們首先將檢查DEHP/MEHP 對初代肌肉幹細胞(來自wildtype, TRPV1-/-, db/db, and mdx mice)以及肌原細胞株C2C12(合稱肌肉細胞)的分裂、存活、以及分化能力的影響。 接著，我們將檢查DEHP/MEHP 對肌肉細胞代謝功能的影響，這些代謝功能包含醣類與酯肪酸的分解與膽固醇的收合成。由於粒線體與過氧化氫體是細胞內主要的有氧代謝場所，它們的數量、生合成以及功能將被仔細鑑定以探尋DEHP/MEHP 對肌肉細胞代謝功能的作用機制。然後我們將以微陣列晶片來找尋DEHP/MEHP 在肌肉細胞中影響代謝功能的標的基因，並以gain andloss of function 的方式驗證這些基因的功能。最後我們將在這些DEHP/MEHP 標的基因的啟動子上探討TRPV1 和PGC-1α在這些基因上的交互作用。DEHP/MEHP 在PGC-1α標的基因及其本身的啟動子上的影響也會在TRPV1-/-的細胞中詳細檢查以了解TRPV1 和PGC-1α著兩條路徑的關係。以上所擬定的研究工作可以簡化為以下之5 個具體目標:1. 檢查DEHP/MEHP 對肌肉幹細胞的分裂、存活、以及分化能力的影響。2. 檢查DEHP/MEHP 對肌肉細胞代謝功能的影響。3.鑑定DEHP/MEHP 對粒線體與過氧化氫體的數量、生合成以及功能的影響。4.找尋並驗證DEHP/MEHP 在肌肉細胞中影響代謝功能的標的基因。5.探討TRPV1 和PGC-1α在DEHP/MEHP 處理後在標的基因上的交互作用。