疾病可设停损点? 中研院研发基因筛选平台 寻找神经细胞生死机制
中央研究院细胞与个体生物学研究所助理研究员周雅惠。(中研院提供)
中央研究院细胞与个体生物学研究所助理研究员周雅惠研究团队,利用果蝇大脑中处理嗅觉的神经细胞,建立一套基因筛选平台,可探寻调控神经细胞发育、病变及死亡的各种分子机制。(中研院提供)
动物的脑与神经是一个复杂的系统,医学研究对其了解仍十分有限,中央研究院细胞与个体生物学研究所助理研究员周雅惠研究团队,利用果蝇大脑中处理嗅觉的神经细胞,建立一套基因筛选平台,可探寻调控神经细胞发育、病变及死亡的各种分子机制,研究成果已于6月8日登上国际学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)。
目前医学与科学研究,对于动物脑与神经系统的了解尚不足,例如,在治疗帕金森氏症等神经退化疾病时,往往因无法有效阻止死亡的讯号在神经细胞间传递,大量细胞死亡的情况因此不断蔓延扩张,导致疾病恶化。
中研院表示,百年来,经过科学家们的努力,果蝇被公认为是最好的动物遗传研究模型之一,其大脑的嗅觉神经回路与哺乳动物非常相似。周雅惠研究团队历经7年,专注于果蝇大脑中负责嗅觉的区域中介神经细胞,有系统地研究出这些细胞的发育方式。日后透过这群细胞进行大规模基因筛选,可望增进人类对神经运作的了解,例如,调控神经细胞继续发育或走向凋亡。
研究团队首先对果蝇进行大规模的遗传筛选,标定出特定神经细胞,再观察其从幼虫到成虫的发育情形,以此建立一套新的基因筛选平台。在观察过程中,研究团队发现,当果蝇幼虫的一小群神经细胞,接受某种讯号而快速凋亡时,周围有另一群神经细胞虽接收同样的讯号,却不受其影响,而持续发育为成虫大脑神经回路的一部分。
只要找到参与这个保护机制的关键分子,便能以其为标的开发新药,在神经退化疾病患者的大脑中启动这个机制,防止死亡讯号传递,进而控制疾病的损害区域。
周雅惠表示,在研究这些神经细胞发育过程中,发现大脑确实存在一套停损保护机制,防止神经细胞进行非计划性的死亡。本次研究建置的基因筛选平台,除了以利日后有机会找出这个停损机制,后续也可供相关领域的科学家,探索神经细胞运作的各种机制。
中研院表示,此研究经历诸多研究人员参与,关键研究主要是由刘南甫研究助理、杨己任研究助理及蔡国鼎博士后研究员协力完成。研究经费由科技部及中研院前瞻计划支持。