萜類化合物對脂多醣刺激RAW 264.7巨噬細胞的發炎及其相關表觀遺傳之影響

Abstract

萜類化合物(terpenoid compounds)是由異戊二烯單元體所組成的衍生物，普遍存在動物體及植物體中，可分類為單萜類、倍半萜類、雙萜類、三萜類及四萜類。研究指出，萜類化合物具有多種生理功能如抗發炎及抗癌，但對發炎相關的表觀遺傳仍無完整研究，因此本研究篩選具抗發炎潛力的萜類化合物，探討在發炎、預防及治療三種模式下，其對脂多醣(lipopolysaccharide, LPS)刺激RAW 264.7巨噬細胞組蛋白修飾、組蛋白修飾酵素基因表現及DNA甲基轉移酶(DNA methyltransferase, DNMT)基因表現之影響。首先選定27種萜類化合物：α-香樹脂醇、穿心蓮內酯、白樺脂酸、α-紅沒藥醇、反式石竹烯、氧化石竹烯、β-香茅醇、薯蕷皂素、七葉皂苷、桉葉醇、法呢醇、香葉醇、18β-甘草酸、α-律草烯、檸檬烯、芳樟醇、羽扇豆醇、茄紅素、薄荷酮、橙花叔醇、冬凌草甲素、小白菊內酯、α-蒎烯、β-麥胚固醇、百里香酚、雷公藤內酯醇以及熊果酸，在三種發炎模式下探討其對LPS刺激RAW 264.7巨噬細胞促發炎及抗發炎細胞激素分泌之影響，篩選出2個最具抗發炎潛力的萜類化合物雷公藤內酯醇及熊果酸，再探討其對LPS刺激RAW 264.7巨噬細胞之組蛋白修飾量、組蛋白修飾酵素基因表現量及DNA甲基轉移酶基因表現量在三種發炎實驗模式下之影響。研究結果顯示，在發炎模式下，選定的27種萜類化合物均顯著抑制LPS刺激RAW 264.7巨噬細胞分泌腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor alpha, TNF-α)、介白素(interleukin, IL)-6及IL-10，但對促發炎細胞激素/抗發炎細胞激素(TNF-α/IL-10)比值並無顯著影響，推測萜類化合物具有免疫抑制的特性，而在預防與治療模式下，只有β-麥胚固醇、雷公藤內酯醇及熊果酸會降低TNF-α分泌量，其中又以雷公藤內酯醇與熊果酸抗發炎功效最佳，故選擇雷公藤內酯醇及熊果酸探討其對LPS刺激RAW 264.7巨噬細胞發炎相關表觀遺傳之影響，結果顯示，雷公藤內酯醇會增加H3K9 (histone H3 lysine 9)甲基化、降低H3K4甲基化及增加DNMT3a mRNA表現量來降低TNF-α mRNA表現量，且會降低HDAC8與G9a mRNA表現量，可能誘使細胞凋亡；熊果酸會增加H3K9甲基化、降低H3K9乙醯化、降低H3K4甲基化及增加DNMT3a mRNA表現量來降低TNF-α mRNA表現量，且會降低G9a mRNA表現量，亦可能誘使細胞凋亡。綜合本實驗結果顯示，雷公藤內酯醇及熊果酸對LPS刺激RAW 264.7巨噬細胞皆可透過調節組蛋白修飾達到抗發炎功效，且具有免疫抑制的特性，未來可使用LPS腹腔注射刺激發炎之動物試驗模式進一步研究。