糖化終產物在心血管疾病與癌生物學的角色

台大張國柱


國際醫學文獻顯示:慢性發炎與氧化壓力的細胞内訊息傳遞路徑,似乎是心血管疾病和惡性腫瘤的共病基礎。今就以造成慢性發炎與氧化壓力的糖化終產物(Advanced Glycation End ProductsAGEs)在心血管疾病與癌生物學所扮演的角色,做一簡要探討。


AGEs 是指葡萄糖、果糖等之還原糖與蛋白質、脂質或核酸經由非酵素糖化反應所形成的一系列穩定化合物。AGEs 可在體內高血糖、高氧化壓力的情況下加速生成,並隨年齡累積於組織中。由於 AGEs 能夠永久性地修飾生物大分子的結構與功能,它們被認為是衰老相關病理改變的重要驅動因子,也與糖尿病等慢性病併發症息息相關。


AGEs 的主要作用途徑為:(1)與長壽蛋白(如膠原蛋白、彈性蛋白)形成共價鍵結,增加血管與心肌纖維的硬度;(2)與其受體 RAGEreceptor for AGEs)結合,活化細胞內訊息路徑,促進慢性發炎與組織重塑。這些分子與細胞層級的異常,共同為心血管疾病與癌症的發病奠定了基礎。


AGEs 與細胞膜受體 RAGE 結合,可引發:(1NF-κB 活化與發炎因子(TNF-αIL-6)上升;(2NADPH 氧化酶活化與活性氧物種(ROS)增加;(3)細胞外基質(ECM)交聯與剛性(rigidity)上升;(4)細胞凋亡與衰老加速。AGEs 亦可在血漿及組織蛋白中累積,長期影響心血管與腫瘤微環境。值得注意的是,AGEs 誘導的氧化壓力會加重發炎反應,發炎過程中產生的自由基亦可反過來促進 AGEs 生成,最終形成惡性循環。


在心血管系統中 AGEs 透過多重途徑促進病變:包括誘發動脈粥樣硬化斑塊形成、加重心肌梗塞後的纖維化、引發血管硬化以及瓣膜鈣化等。大量臨床與動物研究資料支持 AGEs 水平往往與疾病嚴重程度及不良預後相關。因此,AGEs 被視為心血管疾病重要的致病因子和潛在治療靶點之一。


在腫瘤領域,愈來愈多證據顯示 AGEs 同樣參與了癌症的發生與惡化。其作用機轉可從腫瘤代謝、微環境調控到轉移侵襲等多方面展現:包括血管新生、免疫逃脫以及促進癌細胞生長、遷移、侵襲與轉移。高 AGEs 水平與乳癌、胰臟癌、大腸癌等腫瘤的惡性度、轉移風險及死亡率上升相關。糖尿病患者因 AGEs 累積,其癌病變風險亦高於一般族群。


綜上所述,AGEs 不僅是糖尿病併發症的標誌,也可能是連結心血管疾病與癌症的共同病理機制。AGE-RAGE 軸線介導的發炎反應、氧化壓力與組織重塑提供了多層次的治療介入點(從生活方式干預到新型藥物)。目前學界對 AGEs 致病性的認識日趨一致,但在某些關鍵問題上(如 AGEs 在疾病中所扮演的角色有時難以區分是因是果)仍存在爭議,需要未來更多嚴謹的研究加以釐清。在可預見的將來,AGEs 無論作為疾病風險的生物標記,或是作為治療干預的藥物靶點,都具相當潛力。但目前臨床上針對 AGEs 的治療仍處於早期階段,需要更多隨機對照試驗驗證其療效與安全性。

留言

這個網誌中的熱門文章

心臟篇(1):認識心臟肥大

血流篇(2):Poiseuille 定律 vs Murray 定律

心臟收縮力學 (1):心臟收縮力之量化