
開發神經系統疾病藥物時,「血腦屏障」(Blood-Brain Barrier)始終是最棘手挑戰之一。這道屏障就像機場海關,能有效阻擋病原體與有害物質進入腦部,以確保神經系統穩定運作。但同時也阻擋許多治療藥物去路,導致不少潛力療法無法發揮作用。然而,近年科學家發現細胞釋放的微小囊泡「外泌體」(exosome)具穿越血腦屏障的能力,有望成為新藥物理想載體,為腦部疾病的治療帶來全新突破。
外泌體是細胞分泌,直徑約 30~150 奈米的微小囊泡,廣泛存在血液、尿液、唾液、腦脊液等體液。最初視為細胞排泄廢物的副產品,後來科學家才發現扮演細胞間傳遞訊息的重要角色,就像天然「小小包裹」,攜帶各種生物分子,如蛋白質、脂質、RNA 等,傳遞給其他細胞,並免疫調節、癌症轉移、組織再生及神經退化等都發揮關鍵功能。令人驚豔的是,外泌體還能跨越血腦屏障等多種生物障礙,為腦部疾病治療開啟新契機。
外泌體是細胞「內體」(endosome)系統製造。內體會先形成許多小囊泡(稱為「內囊泡」),並集中在「多泡小體」(multivesicular body)結構裡。當細胞接收特定訊號,多泡小體會與細胞膜融合,將眾多小囊泡分「泌」至細胞「外」,故名為外泌體。
這過程需一連串「幫手」協助,包括 ESCRT 蛋白、神經醯胺(ceramide)及一類膜蛋白 tetraspanin;此外還有像「交通指揮員」的調節蛋白(如 Rab27a 和 Rab35)引導外泌體準確送達目的地。值得一提的是,當細胞處於缺氧或氧化壓力等外在刺激,會明顯釋放更多外泌體。這種變化對癌症轉移、組織修復等生理現象有很大影響,故外泌體也視為診斷與治療疾病的重要工具。
研究顯示,外泌體表面 LAMP2B 與 integrin 等蛋白,可與血管內皮細胞的受體蛋白結合,提升穿越血腦屏障進入大腦的效率。外泌體還有傳統藥物或奈米粒子難以比擬的優勢,因由細胞產生,較不易引發免疫排斥。而膜結構能保護內部物質不被酵素分解,使之穩定存在血液較長時間。
研究也發現,神經細胞或幹細胞外泌體穿越血腦屏障效率更高,有進入中樞神經系統的能力。更令人期待的是,以基因工程或化學修飾,科學家能在外泌體表面加上「導航分子」,更精準運送藥物到特定腦區或病變細胞。
外泌體治療腦部疾病的潛力
越來越多研究顯示,外泌體可望成為治療阿茲海默症、帕金森氏症、中風與腦癌等腦部疾病的創新藥物平台。以小鼠實驗為例,科學家已成功用外泌體載送干擾 RNA(siRNA),有效降低致病基因表現,展現治療神經疾病的潛力。甚至有研究嘗試修飾外泌體表面,以提升外泌體進入神經細胞的效率。
然而,外泌體要實現臨床應用仍面臨多項挑戰。首先,高純度外泌體純化未成熟,過程費時且成本高昂;其次,品質控管困難,若無法確保成分與功能一致性,影響治療成效並有安全疑慮;此外,國際缺乏外泌體製劑標準化製程與法規規範,臨床推動仍待制度面配套。只有當關鍵技術與監管機制逐步到位,外泌體當成藥物載體的潛力,才有望真正走進臨床,造福病患。
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