新加坡國立大學的科學家們在人類肺部發現了一種具備新特性的蛋白質，這將可能用於治療慢性阻塞性肺病 (COPD)。慢性阻塞性肺病是一種使人衰弱的肺部疾病，是全球主要的死亡原因之一。
該研究由新加坡國立大學生物科學部的Ge Ruowen副教授領導，並於 2022 年 1 月發表在著名的科學期刊Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 上。
國大生物科學系Ge Ruowen副教授（左）和國大藥理學系 Fred Wong 教授（右），來源：NUS
對抗慢性阻塞性肺病
慢性阻塞性肺病目前是全球第三大死因，給各國帶來了巨大的社會經濟負擔。它可能是由長期接觸刺激物或顆粒物（如香菸煙霧）引起的，症狀包括咳嗽、呼吸困難、有粘液和喘息不勻。
慢性阻塞性肺病患者表現出兩種關鍵症狀：肺氣腫（肺泡壁破壞和肺泡擴大）和慢性阻塞性支氣管炎（小氣道發炎）。這些患者患有持續性呼吸系統症狀，伴有長期肺功能下降。然而，目前針對慢性阻塞性肺病的藥物只能緩解症狀，並不能抑制潛在的組織炎症，也不能有效阻斷慢性阻塞性肺病的擴散或降低死亡率。
Ge Ruowen副教授說：「慢性阻塞性肺病患者呼吸困難，這阻礙了他們的工作和鍛鍊能力。他們沒有吸收足夠的氧氣，這也會影響他們的心臟功能。慢性阻塞性肺病是一種非常危險的疾病，但公眾對此的認識非常低。」
維護肺部健康
肺泡巨噬細胞 (AM) 是一種免疫細胞，位於被稱為肺泡的肺呼吸結構的空氣空間中，它們可以表現出促炎或抗炎特性。在 COPD 中，促炎性肺泡巨噬細胞被放大，這是 COPD 的主要原因。
Ge Ruowen副教授的團隊發現，一種名為 isthmin 1 (ISM1) 的肺部駐留蛋白，可以選擇性地消除促炎類型的肺泡巨噬細胞來抑制健康肺部的炎症。這一重大發現對於抑制COPD至關重要。在他們的實驗室研究中，研究小組觀察到，在沒有接觸到刺激物的情況下， ISM1 蛋白的缺失與大量促炎性肺泡巨噬細胞、持久的肺部炎症、肺氣腫和肺功能顯著下降有關。
研究小組發現 ISM1 通過靶向存在於促炎性肺泡巨噬細胞表面的 GRP78 信號受體 (csGRP78) 來幫助觸發細胞死亡、減少炎症，從而維持肺部健康。
此圖像顯示由肺泡巨噬細胞 (AM)（紅色）產生的 ISM1 蛋白（綠色），通過雙重免疫螢光染色顯示。黃色代表 ISM1 蛋白和 AM 在同一位置存在，藍色代表細胞核。在人體內，ISM1 在肺部的含量最多。
開發慢性阻塞性肺病的持久治療
內源性或內部的 ISM1 蛋白可能不足以抵消 COPD 的肺部炎症。
為了應對這一挑戰，研究小組與新加坡國立大學藥理學部的 Fred Wong 教授合作，進行實驗室研究，以檢驗通過液滴將重組 ISM1 蛋白直接輸送到氣道的有效性。研究人員觀察到肺部炎症的減少、肺氣腫發展的抑制和肺功能的恢復。這些發現支持將 ISM1 開發為 COPD 的潛在治療方法。
「通過使用重組 ISM1 蛋白直接靶向促炎性 AMs，我們的新療法抑制了 COPD 的根本原因，並開闢了將其開發成一種可行的治療方法來治療這種影響世界各地許多患者的衰弱疾病的可能性。」
Fred Wong教授補充說：「這些發現不僅為開發治療 COPD 的新型有效藥物提供了新途徑，而且還保證了 ISM1 在其他炎症性呼吸道疾病中的研究。」
基於這項研究的藥物開發目前處於臨床前測試階段。Ge Ruowen副教授和她的團隊計劃研究重組 ISM1 如何幫助其他炎症性呼吸系統疾病的治療方法，如急性肺損傷、肺纖維化和哮喘，並設計出實施此類治療的最佳方法。
