車禍後神經受損難治 人工八醣體可修復

2019-05-26 健康醫療網/記者蔡岳宏外電報導
  • 車禍後神經受損難治 人工八醣體可修復

    中樞神經受損造成的傷害,往往難以修復,如車禍或工安意外造成的癱瘓。中央研究院基因體研究中心洪上程主任與日本名古屋大學醫學院門松健治院長的最新跨國研究發現,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。

    中樞神經受損造成的傷害,往往難以修復,如車禍或工安意外造成的癱瘓。中央研究院基因體研究中心洪上程主任與日本名古屋大學醫學院門松健治院長的最新跨國研究發現,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。

    修復中樞神經的關鍵 抑制去磷酸根作用

    人的周圍神經系統(PNS,如運動神經和感覺神經)在受傷之後,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的問題。

    研究指出,當中樞神經受到重大的外力打擊時,人體會分泌硫酸軟骨素(Chondroitin Sulfate, CS)聚集於受傷的神經軸突(Axon),並和受體PTPRα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(dystrophic endballs),遏制軸突繼續生長,終止神經修復。因此,中樞神經修復的關鍵為抑制去磷酸根作用。

    挑戰高難度的醣分子合成 台日合作有成

    洪上程博士的研究團隊發現,,「硫酸乙醯肝素(HS)」和硫酸軟骨素(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。因此,團隊開發新的合成途徑,成功地製備16種不同硫酸根的HS八醣體分子。

    門松健治的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(dorsal root ganglion,DRG),並把切斷的DRG分別放到鋪了CS化合物、CS與HS化合物的培養皿。研究顯示,軸突碰到培養皿內的CS時,CS與PTPRα結合,移除Cortactin蛋白的磷酸根,便停止生長。反觀,在加入具有較多硫酸根數量之HS八醣體的培養皿中,軸突則能持續生長;而沒有硫酸根或硫酸根數量少的HS八醣體族,則無法讓軸突繼續生長。

    洪上程博士解釋,HS八醣體具有較多硫酸根數量時,能取代CS醣分子並與PTPRα結合,並將幾個PTPRα結合在形成低聚物(Oligomer),進而抑制Cortactin蛋白的去磷酸根化反應,讓軸突可以繼續生長。

    有助修補神經元 盼減少抑制劑合成步驟

    名古屋大學醫學院副教授坂元一真(Kazuma Sakamoto)表示,研究發現一個以分子修補神經元的契機,HS或是 PTPRα抑制劑,都可能是未來關鍵的研發目標。

    研究團隊表示,醣分子的合成向來具高難度,這類結構複雜的HS寡醣分子的製備更不容易。例如合成不同硫酸根的HS化合物,需要50多個步驟,未來將朝簡化製程、提升效率繼續研發。