超音波活化脑细胞！ 清华大学研究：帕金森氏症治疗有望
▲清华分医所副教授林玉俊(右)与医环系教授叶秩光发展超音波治疗取得重大突破。（图／清大提供，下同）
超音波因安全性高，已普遍用于身体检查，但照超音波未来还能治疗帕金森氏症、失智症及糖尿病。清华大学分子医学研究所副教授林玉俊与生医工程与环境科学系教授叶秩光组成跨领域研究团队，解开了生物为何能听见超音波之谜，把对超高频声波更敏感的细胞蛋白质注射到小鼠深层脑区，让它也能感受超音波并进而活化细胞，成功治愈小鼠的帕金森氏症。
这项将超音波用于非侵入式细胞疗法的创新研究成果，2020年1月登上国际顶尖期刊「奈米通讯」(Nano Letters)，并已取得台湾及美国专利，未来也可望应用在人体。
▲▼清华医环系教授叶秩光成功让超音波成为活化细胞的「开关」。
专研合成分子生物学的林玉俊长期以来试图寻找一种安全、非侵入性的「开关」来控制细胞活性；光波虽安全，但仅能作用于人体浅层约0.2公分的深度；磁波可以深入人体，却无法聚焦，不够精准；超音波穿透深度够，可达15公分，又能聚焦患部，是最安全可行的方式，但问题是如何让人类的细胞也能感受到超音波并进而活化？
林玉俊表示，所有的哺乳类动物体内都有一种「高频听觉压力蛋白」(Prestin)，会对超音波产生反应，只是人体中这种蛋白对超音波极不敏感，几乎没什么反应。因此，林玉俊开始研究海豚、鲸鱼、蝙蝠这些生物能听见超高频声波的原因，透过基因图谱比对，找到了牠们高频听觉压力蛋白中特殊的胺基酸组成，以此改造小鼠的压力蛋白并殖入细胞，立即将牠对超音波的感受能力提升了十余倍。
▲▼清华分医所副教授林玉俊解开了生物为何能听见超音波之谜。
为了让超音波也能用于治疗疾病，林玉俊找上了同在清华大学任教的超音波专家叶秩光，由叶秩光设计出特殊的小气泡，就像一艘艘小船，载着改造过的高频听觉压力蛋白基因片段，经静脉注射到达患部，只要照射超音波，气泡就会被击碎，等基因片段进入患部细胞，转殖后的细胞就能「听见」超音波的指令。
叶秩光指出，帕金森氏症、阿兹海默症等都肇因于大脑基底核细胞的退化死亡，如转殖后的细胞能感受到超音波，照射超音波就像打开了「开关」，可刺激细胞活化，让长年失修的神经元重新联系、形成网路，唤醒沈睡的脑部功能。
▲▼清华跨领域团队转殖小鼠细胞蛋白质，成功利用超音波活化小鼠脑细胞。
从研究团队的实验影片可以看到，把罹患帕金森氏症的小鼠放上独木桥，只走了一小段即停滞不前。但经过细胞转殖并照射超音波治疗后，小鼠的活动能力明显提升，不到3秒就走到了独木桥终点。检验也显示治疗后的小鼠脑中多巴胺大幅增加，证明对治疗帕金森氏症已产生成效 。
林玉俊表示，这项将超音波化被动检验为主动治疗的最新技术，还可望应用于治疗糖尿病，刺激活化制造胰岛素的细胞。
清华大学发展超音波治疗的跨领域研究团队成员除了分医所副教授林玉俊、医环系教授叶秩光，还包括医学科学系教授陈令仪、分医所博士生黄耀燊、医环系博士后研究员范景翔、分医所硕士生许宁，以及中研院原分所助研究员赖品光。创新研究计划并获得科技部年轻学者计划、科技部哥伦布计划、清华竞争型研究计划的支持。
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