人類車禍等原因造成中樞神經受損而癱瘓,往往難以修復,如何促進神經再生,讓癱瘓病人有機會再站起來,一直是科學界最大挑戰之一,中央研究院參與的跨國團隊,歷經約10年研究,發現人工合成的「硫酸乙醯肝素(HS)」八醣體,可讓受損的中樞神經元成功啟動修補機制,讓中樞神經再生露曙光,未來將先在日本進行動物實驗。
這個跨國研究團隊,主要參與者為中研院基因體研究中心主任兼特聘研究員洪上程,與日本名古屋大學醫學院長門松健治等人,該論文刊登在今天出版的頂尖國際學術期刊之一的國際期刊《自然-化學生物學》(Nature Chemical Biology)。
洪上程表示,人類的周圍神經系統(PNS,如運動神經和感覺神經)在受傷後,通常可慢慢修復。但是中樞神經系統(CNS,如脊髓神經)的修復仍相當棘手,也是目前醫學研究尚待解決問題。
洪上程分析,當中樞神經受到重大外力打擊時,人體會分泌硫酸軟骨素(CS),並聚集在受傷的神經軸突(Axon),並和受體PTPRσ結合,經催化作用去除細胞質內Cortactin蛋白的磷酸根,進而導致神經軸突末端產生球狀凸起物,抑制軸突繼續生長,終止神經修復,故中樞神經修復的關鍵,為抑制去磷酸根作用。
洪上程的研究團隊,繼2011年成功合成3號氧含有硫酸根的HS八醣體能抑制疱診一型病毒感染宿主細胞,並發表在《自然-化學》(Nature Chemistry)後 ,進一步發現HS和CS的化學結構相近,且HS的功效與硫酸根的位置和數量息息相關。
為了解HS分子如何與受體PTPRσ作用,以及是否能修復中樞神經元受損的軸突部位,洪上程實驗室的蔡政芳博士和郭彥均博士,歷經多年努力,成功開發出新的合成途徑,製備十六種不同硫酸根的HS八醣體分子,同樣熟稔含硫酸根的醣分子研究的日本鳥取大學田村純一教授,則帶領的團隊則負責合成CS化合物。
洪上程指出,門松健治研究團隊則從老鼠身上取得一種從脊椎延伸到肌肉的中樞神經元-背根神經節(DRG),並把切斷的DRG分別放到鋪了CS化合物和CS與HS化合物的培養皿,研究成果顯示,實驗第二天後,軸突碰到培養皿內的CS時便停止生長。反觀在後者培養皿中,軸突則能持續生長。
洪上程解釋,現雖已經有研究成果,但仍是培養皿的研究,未來將逐步朝動物實驗階段邁進,甚至是人類,但離實際應用還有多久,目前還無法估計,初步看來以剛癱瘓者較有機會修復,希望未來合成更多HS八醣體分子,在日本進行動物測試,也希望在中研院的生技研究園區,繼續進行藥物等相關研究。(許敏溶/台北報導)
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