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台日研發人工/合成八醣體 可望治癱瘓

中研院基因體研究中心主任洪上程與日本跨國團隊發現,人工合成的硫酸乙醯肝素八醣體可啟動修補中樞神經元機制,有望治療癱瘓。(中研院提供)
中研院基因體研究中心主任洪上程與日本跨國團隊發現,人工合成的硫酸乙醯肝素八醣體可啟動修補中樞神經元機制,有望治療癱瘓。(中研院提供)

【記者徐翠玲/台北報導】中樞神經受損導致癱瘓,往往難以修復。中央研究院基因體研究中心主任洪上程與日本名古屋大學醫學院長門松健治跨國研究發現,人工合成的硫酸乙醯肝素(HS)八醣體,可讓受損的中樞神經中樞神經受損導致癱瘓,往往難以修復。中央研究院基因體研究中心主任洪上程與日本名古屋大學醫學院長門松健治跨國研究發現,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。該研究論文已刊登於國際期刊《自然-化學生物學》(Nature Chemical Biology)。

脊髓神經等中樞神經系統的修復相當棘手,也是目前醫學研究尚待解決的問題。研究指出,中樞神經受到重大外力打擊時,人體會分泌硫酸軟骨素,聚集於受傷的神經軸突(CS),並和受體PTPRσ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,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。

洪上程研究團隊發現,硫酸乙醯肝素和硫酸軟骨素的化學結構相近,為了一探硫酸乙醯肝素分子如何與受體PTPRσ作用,以及是否能修復中樞神經元受損的軸突部位,研究團隊歷經多年時間,開發新的合成途徑,成功製備16種不同硫酸根的硫酸乙醯肝素八醣體分子;日本鳥取大學教授田村純一帶領的團隊負責合成硫酸軟骨素化合物。

門松健治的研究團隊則從老鼠身上取得從脊椎延伸到肌肉的中樞神經元背根神經節(DRG),並把切斷的DRG分別放到鋪了硫酸軟骨素化合物、硫酸軟骨素與硫酸乙醯肝素化合物培養皿做比較。

研究顯示,軸突碰到培養皿內的硫酸軟骨素時,硫酸軟骨素與PTPRσ結合,移除Cortactin蛋白的磷酸根,便停止生長。加入具有較多硫酸根數量之硫酸乙醯肝素八醣體的培養皿中,軸突能持續生長;沒有硫酸根或硫酸根數量少的硫酸乙醯肝素八醣體族,無法讓軸突繼續生長。

名古屋大學醫學院副教授坂元一真指出,此研究發現提供了一個以分子修補神經元的契機,硫酸乙醯肝素或是PTPRσ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,這類結構複雜的硫酸乙醯肝素寡醣分子的製備更不容易,例如:合成不同硫酸根的硫酸乙醯肝素化合物,需要50多個步驟。未來將朝簡化製程、提升效率繼續研發。◇