Intracellular protein therapy with SOCS3 inhibits inflammation and apoptosis

Nat. Med., 11 (8): 892- 898, 2005

Speaker: 莊旭翔

Commentator: 黎煥耀 老師

   當細胞受到細胞激素刺激之下,Suppressor of cytokine signaling family protein (SOCS)蛋白質可以抑制細胞激素所造成的訊息傳遞路線.先前的研究中指出,SOCS3可以藉由抑制signal transducer and activator of transcription (STAT)的磷酸化來減弱發炎所引起的訊息傳遞. 因此,作者在這裡利用三種可以有效引起肝臟發炎的動物模式來探討SOCS3的抑制效果.所選用的三種模式分別為: staphylococcal enterotoxin B (SEB)、lipopolysaccharide (LPS)和 lectin concanavalin A (ConA) 加上D-galactosamine來引發老鼠的肝臟中有發炎及細胞凋亡的現象.在這三種動物模式下,作者利用腹腔注射的方式將SOCS3蛋白質送入老鼠體內, 看看這個蛋白對致病因子所誘發老鼠肝臟的急性發炎及細胞凋亡的現象,是否有治療或保護的效果.

   作者一開始設計了三種SOCS3蛋白, 分別將SOCS3的N-端、C-端接上一段membrane translocating motif (MTM) 的多肽(Fig1b), 而有接上MTM的蛋白質可以有效的進入細胞的細胞質中(Fig1c). 作者也在macrophage 的細胞株中測試外送進去的SOCS3在細胞裡面是否有作用, 由cytometri bead array (CBA)和western blotting可以知道, 外送進去的SOCS3可以抑制STAT-1的磷酸化(Fig1d e f), 而且也可以抑制經由IFN-γ和LPS刺激出的細胞激素(TNF-a、IL-6 and MCP-1)的表現(Fig1g h).

   之後, 作者將SOCS3接上FITC後, 將此蛋白利用腹腔注射進入老鼠中, 再分離出血液中的leukocyte和lymphocyte及spleen的splenocyte, 看看這些細胞中有無我們送入的SOCS3蛋白,由(Fig2a)可以看到, 這些細胞在1小時的時候就有SOCS3進入了, 而作者也想看看SOCS3在細胞中可以停留多久, 由(Fig2b)可以得知,外送進入細胞的SOCS3蛋白可以停留在上述的細胞達到8小時. 而用相同的方法也可以知道, 送入的細胞型態主要是T cells、B cells、macrophages 、NK cells和NKT cells.作者也用螢光顯微鏡去確認腹腔注射SOCS3蛋白主要是分佈於肝臟及腎臟的細胞中.

   在SEB的動物模式中, 外送(cell penetrating) CP-SOCS3進入老鼠中發現,血液中細胞激素的表現量可以被減少.(Fig3a b)

   得知SOCS3在老鼠上的效果後,作者用SEB、LPS and ConA去誘發老鼠,導致老鼠肝臟細胞有發炎及細胞凋亡的現象(Fig4b d g), 而當我們外送CP-SOCS3進入老鼠中,可以抑制發炎所導致的細胞壞死、肝臟出血及細胞凋亡(Fig4b d g),進而導致老鼠的存活率提高(Fig4a c f),而且也可以降低因為ConA誘發表現的IFN-γ、IL-2.(Fig4h)

   在SEB、LPS and ConA的動物模式中,作者外送了帶有含MTM多肽的CP-SOCS3蛋白進入細胞中,證實了在肝臟中可以有效的抑制發炎反應及細胞凋亡,也提供了另一種治療急性發炎的療法.

Fig1:

Fig2:

Fig3:

Fig4: