帕金森氏症治療展望: 巨噬細胞木馬屠城

作者 | 發布日期 2013 年 10 月 18 日 18:04 | 分類 生物科技 , 醫療科技
750px-Macrophage

中老年的腦部神經退化性疾病,除了阿茲海默症外應該以帕金森氏症最為人知曉。帕金森氏症目前同樣屬於只會慢慢惡化而不會治癒的疾病,各種治療往往只是減緩病情發展。不過一個由美俄科學家組成的研究團隊,研發出一種透過病患自身免疫細胞攜帶防止腦細胞死亡的分子,穿過血腦屏障進入腦部拯救腦細胞的技術,未來有機會成為有效減緩同類型疾病病況的有利工具。



微型木馬屠城記

來自美國內布拉斯加大學醫學院、北卡蘿萊納大學與俄羅斯莫斯科國立羅蒙諾索夫大學(the Lomonosov Moscow State University)組成的團隊,使用很尋常的「過氧化氫酶」(Catalase)做為實驗的理論基礎。他們把病患的巨噬細胞改造成具有過氧化氫酶基因特徵,再把巨噬細胞送回體內,當巨噬細胞穿過血腦屏障(註1),就會到達正在垂死掙扎的腦細胞,進而防止他們死亡。整個過程很有木馬屠城記的感覺。

他們利用注射了氧化劑以模擬帕金森氏症的小鼠進行實驗。沒有接受過氧化氫酶特徵巨噬細胞的小鼠,在接受平衡度的測試方面表現很差,但有接受注射的小鼠則表現正常。透過顯微鏡觀察,發現巨噬細胞與神經細胞融合,讓神經細胞獲得了治療。

nv049-091

這項技術的好處之一是,攜帶治病分子的巨噬細胞來自病患本身,先透過抽血過濾,再經過生化工程技術讓他們攜帶治療分子,最後注射回病患體內,巨噬細胞的來源既不會缺乏,又不會產生外來物的排斥反應。這項研究刊登在PLOS ONE網站。

從延緩死亡到促進再生

傳統治療帕金森氏症的藥物很多,例如屬於多巴胺前體藥的L-多巴(L-DOPA),它可以幫助還活著的腦細胞分泌多巴胺,以補足其他已經死去的腦細胞的工作量,但問題是這類藥物的效用不長,一段時間後也很容易失效。

至於透過基因療法,是目前另一個研究中的方向。利用病毒當載體,將基因訊息送入體內以指導合成蛋白質,藉此對垂死的腦細胞產生一些具保護作用或促進成長作用的酵素。這種做法雖然具有更長效的好處,但問題就在於病毒很難通過血腦屏障以到達患部,而且它是病毒,在人體內不受歡迎。

北卡蘿萊納大學助理教授 Elena Batrakova 表示用巨噬細胞當載體將不會有這種問題,她還希望巨噬細胞不但能治癒帕金森氏症,還有其他用途,她們正在進行新的研究,以相同的方式攜帶促進腦細胞生長的因子,「不但阻止帕金森氏症,還要逆轉它」。有鑑於腦細胞再生在人體中是屬一屬二地低,若能成功讓腦細胞再生,這已經不止是拯救帕金森氏症患者,包含阿茲海默症等神經退化性疾病,或是腦部受到外傷、中風等其他腦神經受損的病症都有救了。

pet glucose uptake
▲正子掃瞄的大腦圖像,偏紅色部份為腦部細胞處理葡萄醣的區域。(Photo Credit: Wikimedia Commons)

老狗也可變出新把戲

在跨國團隊努力製造木馬之際,另一組科學家則試著從使用多年的藥物中找到治療帕金森氏症的新途徑。英國雪菲爾大學轉譯神經科學中心(SITraN)進行了一項廣泛的藥物實驗,以具有進行性神經系統疾病病患的皮膚細胞為樣本,測試超過2000種化合物以找出哪些可以讓受損的細胞內粒線體(註2)能恢復正常運作。這些病患佔英國人口數是每500人就有1人。

在眾多的實驗標的物中,有一種已經使用數十年的藥物「膽速力」(ursodeoxycholic acid),被認為有進一步的研究價值。膽速力還有一個好處是,它已經使用很久,科學家對它有一定的瞭解,可以對帕金森氏症患者直接進行進階的安全性與耐受度等方面的實驗,以及要多少劑量就可以發揮治療的效果。

SITraN的 Oliver Bandmann 博士表示,帕金森氏症不止是行動方面的障礙,它還造成憂鬱、焦慮,造成膀胱與腸道功能障礙。現有的療法只是提昇一些病患的正常功能,但不是從疾病源頭加以治療,新藥的目的是真正做到減緩病情的進程。他們的研究報告刊登在牛津大學醫學期刊"BRAIN"。

(Cover Photo Credit: Wikimedia Commons)

註釋

  1. 血腦屏障(又稱血腦障壁,Blood Barin Barrier)指的是腦部的毛細血管從內到外都包裹得十分緊密,再加上只准特定分子如氧、二氧化碳、葡萄醣等可以通過的關卡,如此形成一道銅牆鐵壁,阻止絕大部份不相關的物質進入大腦,以免大腦被眾多細菌與病毒感染,而巨噬細胞也在血腦障壁放行之列。(回到本文

    Blood_brain_barrier
    ▲青色的內皮細胞緊密排列,加上橙色的星狀膠質細胞與中間紅色的外皮細胞等,將腦部(上方藍色)與血管(下方紅色)有效隔離,阻絕大部份物質侵入腦部,這就是血腦屏障。(Photo Credit: Wikimedia Commons)

  2. 粒線體(Mitochondria)被稱為是細胞內的發電廠,因為它負責生產人體所需三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate, ATP)中的90%。我們吃進來的脂肪、碳水化合物等,其基本的結構「葡萄醣」分子在細胞質中會被分解,粒線體再接手生產出帶有高能量的三磷酸腺苷。三磷酸腺苷在人體中與其他細胞互動,它透過自身分解接納了其他細胞不要的分子,分解過程釋放能量則為該細胞所需。

腦神經細胞既是細胞的一種,因此也有粒線體,而粒線體功能異常是帕金森氏症患者腦細胞死亡的主要原因。(回到本文

相關資訊

發表迴響