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台中研院找出渐冻症致病机转 设法增加脑神经存活率

中研院成功以硫酸双糖分子减缓神经元退化,开创渐冻症治疗新思路。(中研院提供)
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【大纪元2024年03月18日讯】(大纪元记者袁世钢台湾台北报导)俗称“渐冻症”的肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)与全球患者数仅次于阿兹海默症的额颞叶失智症(FTD)有极相似的病理特征,虽然致病机转迄今未明,但中研院基因体研究中心研究员陈韵如的团队建立首个毒理模型,并找出可减缓脑神经衰退的双糖分子,提供治疗新线索。

渐冻症患者因脊髓、脑干或大脑运动皮质区运动神经元的退化,造成全身肌肉渐进性萎缩与僵直;额颞叶失智症患者则因额颞叶神经元退化,而表现出行为异常、语言障碍等病征。知名科学家史蒂芬霍金(Stephen William Hawking)即与前者搏斗半个世纪;好莱坞动作巨星布鲁斯威利(Bruce Willis)则因后者而息影。

长期研究与蛋白质错误折叠相关之神经退化性疾病的陈韵如指出,虽然上述两种疾病临床表现不同,却有许多相似的病理特征和基因变异,其中家族性遗传患者最常见的基因突变,皆来自“C9ORF72”基因中的“GGGGCC(G4C2)”DNA序列重复扩增,相较于一般人仅重复2至24次,患者却扩增为数百次至上千次。

陈韵如说,当G4C2高度重复扩增时,易触发非传统的蛋白转译,产生poly-GA、poly-GR、poly-GP、poly-PR和poly-PA等5种双胜肽重复序列,错误折叠后在细胞中形成包含体(inclusion bodies),其中不易沉积的poly-GR和poly-PR具有最高的毒性。她的团队以人工合成的方式发现,这两种双胜肽重复超过25至30次就会使DNA复制、转录和蛋白质转译等细胞内重要核苷酸机制失去作用;并经细胞实验完成验证。

陈韵如的团队进一步与国家同步幅射研究中心(NSRRC)研究员郑有舜的团队合作,利用先进TPS13A生物结构小角X光散(SAXS)光束线,结合分子模拟,发现poly-GR重复超过25至30次时会形成软螺旋结构,对细胞膜和核膜造成破坏,降低神经细胞存活率,证实只有特定长度的poly-GR才具有穿膜及细胞毒性。

然而,由于神经细胞无法再生,因此“提高存活率”便是一种治疗方向。该团队从中研院基因体研究中心特聘研究员洪上程建置的硫酸乙酰肝素分子库中,筛选出一个硫酸双糖分子(SOS),作用于神经母瘤细胞、渐冻症患者运动神经细胞后,成功减缓由poly-GR和poly-PR所引发的神经毒性;经果蝇、小鼠实验后,发现确实可改善运动行为。

此研究成果已于今年2月2日发表于国际顶尖期刊《科学前缘(Science Advances)》,为渐冻症及额颞叶失智症治疗策略提供新方向。◇

责任编辑:昌英

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