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帕金森氏症治疗展望- 巨噬细胞木马屠城

发表于2020-07-08

帕金森氏症治疗展望: 巨噬细胞木马屠城

中老年的脑部神经退化性疾病,除了阿兹海默症外应该以帕金森氏症最为人知晓。帕金森氏症目前同样属于只会慢慢恶化而不会治癒的疾病,各种治疗往往只是减缓病情发展。不过一个由美俄科学家组成的研究团队,研发出一种透过病患自身免疫细胞携带防止脑细胞死亡的分子,穿过血脑屏障进入脑部拯救脑细胞的技术,未来有机会成为有效减缓同类型疾病病况的有利工具。

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来自美国内布拉斯加大学医学院、北卡萝莱纳大学与俄罗斯莫斯科国立罗蒙诺索夫大学(the Lomonosov Moscow State University)组成的团队,使用很寻常的「过氧化氢酶」(Catalase)做为实验的理论基础。他们把病患的巨噬细胞改造成具有过氧化氢酶基因特徵,再把巨噬细胞送回体内,当巨噬细胞穿过血脑屏障(注1),就会到达正在垂死挣扎的脑细胞,进而防止他们死亡。整个过程很有木马屠城记的感觉。

他们利用注射了氧化剂以模拟帕金森氏症的小鼠进行实验。没有接受过氧化氢酶特徵巨噬细胞的小鼠,在接受平衡度的测试方面表现很差,但有接受注射的小鼠则表现正常。透过显微镜观察,发现巨噬细胞与神经细胞融合,让神经细胞获得了治疗。

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这项技术的好处之一是,携带治病分子的巨噬细胞来自病患本身,先透过抽血过滤,再经过生化工程技术让他们携带治疗分子,最后注射回病患体内,巨噬细胞的来源既不会缺乏,又不会产生外来物的排斥反应。这项研究刊登在PLOS ONE网站。

从延缓死亡到促进再生

传统治疗帕金森氏症的药物很多,例如属于多巴胺前体药的L-多巴(L-DOPA),它可以帮助还活着的脑细胞分泌多巴胺,以补足其他已经死去的脑细胞的工作量,但问题是这类药物的效用不长,一段时间后也很容易失效。

至于透过基因疗法,是目前另一个研究中的方向。利用病毒当载体,将基因讯息送入体内以指导合成蛋白质,藉此对垂死的脑细胞产生一些具保护作用或促进成长作用的酵素。这种做法虽然具有更长效的好处,但问题就在于病毒很难通过血脑屏障以到达患部,而且它是病毒,在人体内不受欢迎。

北卡萝莱纳大学助理教授 Elena Batrakova 表示用巨噬细胞当载体将不会有这种问题,她还希望巨噬细胞不但能治癒帕金森氏症,还有其他用途,她们正在进行新的研究,以相同的方式携带促进脑细胞生长的因子,「不但阻止帕金森氏症,还要逆转它」。有鉴于脑细胞再生在人体中是属一属二地低,若能成功让脑细胞再生,这已经不止是拯救帕金森氏症患者,包含阿兹海默症等神经退化性疾病,或是脑部受到外伤、中风等其他脑神经受损的病症都有救了。

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正子扫瞄的大脑图像,偏红色部份为脑部细胞处理葡萄醣的区域。(Photo Credit: Wikimedia Commons)老狗也可变出新把戏

在跨国团队努力製造木马之际,另一组科学家则试着从使用多年的药物中找到治疗帕金森氏症的新途径。英国雪菲尔大学转译神经科学中心(SITraN)进行了一项广泛的药物实验,以具有进行性神经系统疾病病患的皮肤细胞为样本,测试超过2000种化合物以找出哪些可以让受损的细胞内粒线体(注2)能恢复正常运作。这些病患佔英国人口数是每500人就有1人。

在众多的实验标的物中,有一种已经使用数十年的药物「胆速力」(ursodeoxycholic acid),被认为有进一步的研究价值。胆速力还有一个好处是,它已经使用很久,科学家对它有一定的了解,可以对帕金森氏症患者直接进行进阶的安全性与耐受度等方面的实验,以及要多少剂量就可以发挥治疗的效果。

SITraN的 Oliver Bandmann 博士表示,帕金森氏症不止是行动方面的障碍,它还造成忧郁、焦虑,造成膀胱与肠道功能障碍。现有的疗法只是提昇一些病患的正常功能,但不是从疾病源头加以治疗,新药的目的是真正做到减缓病情的进程。他们的研究报告刊登在牛津大学医学期刊"BRAIN"。

(Cover Photo Credit: Wikimedia Commons)

注释

    血脑屏障(又称血脑障壁,Blood Barin Barrier)指的是脑部的毛细血管从内到外都包裹得十分紧密,再加上只准特定分子如氧、二氧化碳、葡萄醣等可以通过的关卡,如此形成一道铜墙铁壁,阻止绝大部份不相关的物质进入大脑,以免大脑被众多细菌与病毒感染,而巨噬细胞也在血脑障壁放行之列。(回到本文)
    帕金森氏症治疗展望: 巨噬细胞木马屠城
    青色的内皮细胞紧密排列,加上橙色的星状胶质细胞与中间红色的外皮细胞等,将脑部(上方蓝色)与血管(下方红色)有效隔离,阻绝大部份物质侵入脑部,这就是血脑屏障。(Photo Credit: Wikimedia Commons)粒线体(Mitochondria)被称为是细胞内的发电厂,因为它负责生产人体所需三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate, ATP)中的90%。我们吃进来的脂肪、碳水化合物等,其基本的结构「葡萄醣」分子在细胞质中会被分解,粒线体再接手生产出带有高能量的三磷酸腺苷。三磷酸腺苷在人体中与其他细胞互动,它透过自身分解接纳了其他细胞不要的分子,分解过程释放能量则为该细胞所需。

脑神经细胞既是细胞的一种,因此也有粒线体,而粒线体功能异常是帕金森氏症患者脑细胞死亡的主要原因。(回到本文)

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