用人工醣修復神經!台日團隊未來可望治療癱瘓

2019-05-07T11:43:14+08:002019-05-07|醫生說, 頭條, 最新文章, 健康新知|

過去只要車禍、工傷或是其他原因造成脊髓損傷,都沒有辦法再恢復。不過中研院基因體研究中心主任洪上程團隊,跟日本名古屋大學醫學院長門松健治團隊合作,發現一種人工合成的「八醣體」可以刺激中樞神經元再生,未來或許可以成功讓癱瘓患者的神經修復。

中樞神經難以修復

洪上程說,過去可以看到周邊神經在受損之後,像是周邊的感覺神經、運動神經,會自己啟動修復機制,慢慢修復,但是中樞神經尤其是脊髓,卻是「受傷就沒了」,每年因為這樣而癱瘓的人也不在少數,但一直不知道為什麼會這樣。

「神經分成含有細胞核的細胞體(本體),細胞體旁像樹枝的樹突,還有一條長長、延伸出去的軸突,而軸突必須要靠細胞質內Cortactin蛋白才能修復生長,而Cortactin蛋白又需要靠磷酸根才能維持活性。」洪上程說,後來團隊發現,中樞神經受到嚴重的外力打擊時,會刺激人體分泌硫酸軟骨素(Chondroitin Sulfate, CS),跟軸突上的受體PTPRσ結合,去除Cortactin蛋白的磷酸根,導致細胞失去活性、無法讓神經再生。

洪上程說,從這條路徑可以知道,只要抑制CS去除磷酸根的作用,就可以啟動神經自己的修復機制,於是團隊就想到用另一種醣體來代替CS。

八醣體的合成

過去洪上程就有做過含有硫酸根的八醣體,稱為硫酸乙醯肝素(HS),只是當時是用來抑制躲藏在神經結內的皰疹病毒,不過研究團隊也從HS跟神經的關係聯想,發現HS的結構跟CS很相近,因此試圖合成不同的HS分子,看看是否能取代CS的作用。

研究團隊蔡政芳、郭彥均博士花了將近10年的時間,開發新的醣體合成途徑,成功製造出含有不同硫酸根數量、位置也不同的HS。洪上程解釋,因為HS含有的硫酸根較多,所以能成功排擠CS、不讓CS關閉蛋白的活性,也保持了軸突自己的修復生長。

這項研究由門松健治帶領的團隊,從老鼠身上取出從脊椎延伸到肌肉的中樞神經元「背根神經節」。研究團隊將神經切斷後放入CS化合物的培養皿中,結果斷裂的神經前端試圖要往前長,卻長不出去,變成一球一球圓圓的突起;而放入含有CS化合物跟HS化合物的培養皿中,神經前端很自然的繼續生長,證明HS是有效果的。

接下來團隊將進入動物實驗,不過洪上程說,其實最困難的是合成八醣體的過程,需要50幾個步驟,如果能簡化、量產,才有辦法進入動物實驗、甚至人體實驗,最終應用在醫學治療,所以下一步會朝簡化步驟的方向前進。

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圖、文/盧映慈