疾病可設停損點? 中研院研發基因篩選平臺 尋找神經細胞生死機制

中央研究細胞個體生物學研究所助理研究員周雅惠。(中研院提供)

中央研究院細胞與個體生物學研究所助理研究員周雅惠研究團隊利用果蠅大腦中處理嗅覺神經細胞,建立一套基因篩選平臺,可探尋調控神經細胞發育、病變及死亡的各種分子機制。(中研院提供)

動物的腦與神經是一個複雜的系統醫學研究對其瞭解仍十分有限,中央研究院細胞與個體生物學研究所助理研究員周雅惠研究團隊,利用果蠅大腦中處理嗅覺的神經細胞,建立一套基因篩選平臺,可探尋調控神經細胞發育、病變及死亡的各種分子機制,研究成果已於6月8日登上國際學術期刊《自然通訊》(Nature Communications)。

目前醫學與科學研究,對於動物腦與神經系統的瞭解尚不足,例如,在治療帕金森氏症等神經退化疾病時,往往因無法有效阻止死亡的訊號在神經細胞間傳遞,大量細胞死亡的情況因此不斷蔓延擴張,導致疾病惡化。

中研院表示,百年來,經過科學家們的努力,果蠅被公認爲是最好的動物遺傳研究模型之一,其大腦的嗅覺神經迴路與哺乳動物非常相似。周雅惠研究團隊歷經7年,專注於果蠅大腦中負責嗅覺的區域中介神經細胞,有系統地研究出這些細胞的發育方式。日後透過這羣細胞進行大規模基因篩選,可望增進人類對神經運作的瞭解,例如,調控神經細胞繼續發育或走向凋亡。

研究團隊首先對果蠅進行大規模的遺傳篩選,標定出特定神經細胞,再觀察其從幼蟲成蟲的發育情形,以此建立一套新的基因篩選平臺。在觀察過程中,研究團隊發現,當果蠅幼蟲的一小羣神經細胞,接受某種訊號而快速凋亡時,周圍有另一羣神經細胞雖接收同樣的訊號,卻不受其影響,而持續發育爲成蟲大腦神經迴路的一部分。

只要找到參與這個保護機制的關鍵分子,便能以其爲標的開發新藥,在神經退化疾病患者的大腦中啓動這個機制,防止死亡訊號傳遞,進而控制疾病的損害區域。

周雅惠表示,在研究這些神經細胞發育過程中,發現大腦確實存在一套停損保護機制,防止神經細胞進行非計劃性的死亡。本次研究建置的基因篩選平臺,除了以利日後有機會找出這個停損機制,後續也可供相關領域的科學家,探索神經細胞運作的各種機制。

中研院表示,此研究經歷諸多研究人員參與,關鍵研究主要是由劉南甫研究助理、楊己任研究助理及蔡國鼎博士後研究員協力完成。研究經費科技部及中研院前瞻計劃支持。