大鼠肝臟中Tetrahydrobiopterin及相關酵素活性之探討

Abstract

Tetrahydrobiopterin（5,6,7,8-tetrahydropterin，BH4）為人體的內生性物質，具有多重重要功能，特別是在神經傳導物質catecholamines和 serotonin的生合成中，扮演著必要的調控因子。此外，BH4也是體內三種芳香性胺基酸水解酶phenylalanine hydroxylase、tyrosine hydroxylase和tryptophan hydroxylase的輔酶。 當體內缺乏 BH4，導致體內 neurotransmitters缺少時，會同時產生進行性的神經性症狀，稱為BH4 deficiency。此疾病和罕見疾病hyperphenylalaninemia（ICD-9-CM編號 270.1）有相關性。目前針對low phenylalanine 飲食控制成效不彰之新處置，為給予 BH4補充治療。 本研究運用in situ intestinal perfusion動物模式來進行，並使用體重約300∼350 g的成年Wistar大鼠。實驗設計分成以下四組：控制組是直接以生理食鹽水灌流小腸；BH4組則僅以含1 mg BH4/20 mL/300 g BW的灌流液進行灌流；MTX組為灌流生理食鹽水前 90 分鐘餵食 1 mg methotrexate（MTX）/100 g BW；MTX + BH4組是餵食MTX後再灌流BH4。於獲取小腸上皮細胞和肝臟均質化後，進一步測定其所內含有BH4、7,8-dihydrobiopterin（BH2）、sepiapterin含量及相關酵素dihydrofolate reductase （DHFR，EC 1.5.1.3）、sepiapterin reductase（SPR，EC 1.1.1.153）的活性。 結果發現：在肝臟與小腸上皮細胞中DHFR活性未觀察到MTX的抑制結果。而MTX會使肝臟與小腸上皮細胞中的SPR活性有明顯的增加，為控制組的120.9%∼167.7%。若灌流BH4，發現都不會影響肝臟與小腸上皮細胞DHFR及SPR活性。灌流 BH4會直接使肝臟內BH4含量提升，同時也造成 BH2 含量增加。藉由MTX餵食與灌流BH4，可發現MTX會抑制經由灌流BH4所產生的BH4含量增加現象，而使肝臟BH4含量與控制組相同。同時MTX也會減少肝臟內生性BH4含量。肝臟sepiapterin含量也不會因為MTX或BH4而有所變化。此外，小腸的BH4、BH2、sepiapterin含量都無法在實驗中被偵測出。 綜合上述結果，肝臟內BH4與BH2含量會因為BH4的給予而增加，MTX的給予而減少。在酵素活性上，MTX存在對肝臟與小腸SPR活性有明顯增加的影響。未來若能針對salvage生合成路徑進行詳細研究探討，並探討未成年大鼠此路徑和成年大鼠之間的異同點，便能夠對成年BH4 缺乏症病患的治療上有所貢獻。