彈性蛋白酶在老鼠巨噬細胞中扮演殺菌的角色

論文：Houghton, A.M., et al. 2009. Macrophage elastase kills bacteria within murine macrophages Nature. 460: 637-641

學生: Chia-Hui Huang (黃佳慧)                           時間: 13:10~14:00, Oct. 28, 2009

講評老師: Dr. Pei-Jane Tsai (蔡佩珍老師)           地點: Room 601

摘要:

        巨噬細胞的主要功能在於藉由吞噬微生物、產生ROS及NO等，阻止微生物的生長並殺死微生物，以達到防禦的功能。而巨噬細胞的彈性蛋白酶(又稱為matrix metalloproteinase 12 ，或簡稱 MMP12)為巨噬細胞主要產生的蛋白酶之一，如同其他MMP家族的成員，它具有分解extracellular matrix (ECM) components的功能，像是彈性蛋白[1]，也在一些呼吸道發炎疾病中扮演一些角色，像是肺氣腫等[2]，但是尚未有研究指出MMP12在生理功能上扮演什麼樣的角色。作者在將金黃色葡萄球菌或大腸桿菌利用腹腔注射的方式注入老鼠體內後，發現wild-type老鼠較Mmp12^-/-老鼠具生存優勢，然而這兩種老鼠在吸引巨噬細胞及噬中性白血球的能力沒有差異。在利用尾部靜脈注射的方式給與金黃色葡萄球菌後，發現Mmp12^-/-老鼠體內細菌量較wild-type老鼠高，特別是肺臟的部份。雖然Mmp12^-/-巨噬細胞和wild-type巨噬細胞具有相同的吞噬能力，但Mmp12^-/-巨噬細胞卻不能有效地將吞噬進來的細菌給清除掉。另一方面，利用電子顯微鏡觀察的方式，發現MMP12表現在wild-type巨噬細胞內的細菌細胞壁上，但在Mmp12^-/-巨噬細胞中沒有看到這個現象。作者更進一步發現MMP12的hemopexin-like carboxy-terminal domain (CTD)具有殺菌的活性，而其中間具有Lys-Asp-Glu-Lys motif片段，為真正具有殺菌活性的區域。所以我們可以知道，MMP12透過它具有殺菌活性的CTD進行清除入侵微生物的功能。

參考資料:

1.      Curci, J.A., et al. 1998. Expression and localization of macrophage elastase (matrix metaloproteinase-12) in abdominal aortic aneurysms. J Clin Invest. 102: 1900-1910.

2.      Hautamaki, R.D., et al. 1997. Requirement for macrophage elastase for cigarette smoke-induced emphysema in mice. Science. 277: 2002–2004.