Chitosan 打開細胞Tight junction 所活化之受體蛋白及其訊息傳遞路徑的探討

Chitosan-triggered TJ Opening and its activated receptor and signaling pathway

李佩玲

指導教授 ： 宋信文

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2011年)

摘要

幾丁聚醣(chitosan)具有促進上皮細胞間的緊密連接(tight junction, TJs)打開的功能，使藥物進入細胞間隙，增加藥物吸收，因此被廣泛運用於口服親水藥物或鼻腔給藥劑型之藥物載體。許多文獻證實，幾丁聚醣具有打開TJs的能力，但幾丁聚醣打開TJs的機制，及對細胞內分子層面的影響與變化，仍未詳細了解。因此本研究分成兩個部分探討：第一部分為探討幾丁聚醣打開TJs，是否與細胞表面膜蛋白間的相互作用有關。用trypsin將表面膜蛋白切除後，再將幾丁聚醣加入細胞。發現細胞在TEER、西方墨點法、細胞間隙穿透試驗以及免疫螢光染色分析的結果都顯示，細胞膜蛋白切除後，幾丁聚醣打開TJs的能力會下降。第二部分進一步探討幾丁聚醣打開TJs時，可能活化的訊息傳遞路徑。利用Protein array分析，篩選出與幾丁聚醣作用相關的酪胺酸激酶（tyrosine kinase）。結果發現，當幾丁聚醣打開TJs時，訊息傳遞路徑上的PKCJ、FAK及Src酪胺酸激酶會發生磷酸化。經由文獻探討，回溯這條磷酸化路徑找出可能的受體蛋白 (receptor)為 integrin v3。上述實驗，均以claudin-4是否瓦解，當作TJs打開的依據。本實驗結果初步證實，幾丁聚醣打開TJs，可能是經由活化細胞表面的integrin受體蛋白，使下游的酪胺酸激酶磷酸化，造成TJs上的claudin-4蛋白瓦解，而打開TJs。

關鍵字

chitosan ； tight junction ； tyrosin kinase ； integrin ； claudin4

參考文獻

1. Lin YH, Chung CK, Chen CT, Liang HF, Chen SC, Sung HW, Preparation of nanoparticles composed of chitosan/poly-gamma-glutamic acid and evaluation of their permeability through Caco-2 cells. Biomacromolecules, 2005. 6(2): p. 1104-12.

2. Lin YH, Mi FL, Chen CT, Chang WC, Peng SF, Liang HF, Sung HW, Preparation and characterization of nanoparticles shelled with chitosan for oral insulin delivery. Biomacromolecules, 2007. 8(1): p. 146-52.

3. Lin YH, Sonaje K, Lin KM, Juang JH, Mi FL, Yang HW, Sung HW, Multi-ion-crosslinked nanoparticles with pH-responsive characteristics for oral delivery of protein drugs. J Control Release, 2008. 132(2): p. 141-9.

4. Sonaje K, Lin YH, Juang JH, Wey SP, Chen CT, Sung HW, In vivo evaluation of safety and efficacy of self-assembled nanoparticles for oral insulin delivery. Biomaterials, 2009. 30(12): p. 2329-39.

5. Chen MC, Wong HS, Lin KJ, Chen HL, Wey SP, Sonaje K, Lin YH, Chu CY, Sung HW, The characteristics, biodistribution and bioavailability of a chitosan-based nanoparticulate system for the oral delivery of heparin. Biomaterials, 2009. 30(34): p. 6629-37.