台湾团队以「微能量超音波」刺激神经再生 成治疗血管性失智症新曙光

台大和中研院组成的研究团队,探索微能量超音波在治疗脑中风所引起的血管性失智症的可能性。(科技部提供/林志成台北传真)

台大和中研院组成的跨校合作团队,探索微能量超音波在治疗脑中风所引起的血管性失智症的可能性,运用能量不到超音波影像装置1/10的刺激条件,就能够有效活化并调控小鼠大脑神经细胞,并且在重复的刺激条件下,更能观察到神经再生的现象。此最新发现已荣获刊登于国际期刊《eLife》。

这项成果是在科技部「台湾脑科技发展及国际跃升计划」的支持下,由台大医学工程系兼医疗器材研发中心主任王兆麟、中研院生物医学科学研究所副所长陈志成、台大医院复健科主任陈文翔及台大医院神经外科主任赖达明共同完成。,

脑中风是造成国人死亡与重大急症的主因之一,每年有超过1.2万因脑中风而死亡。王兆麟所率领的研究团队探索创新的脑中风治疗方法,获得了突破性成果。就神经细胞而言,超音波是一种环境外力,这种外力会透过细胞膜表面的蛋白质受体影响细胞行为,至于是那一种受体以及受体受刺激之后所启动的分子生物机转则尚不清楚。

为了要进一步探讨究竟超音波是透过什么样的受体和机转进行神经细胞的调控,王照麟领先世界同一领域的研究团队,开发出微针式超音波刺激仪,可以透过比细胞小百倍的玻璃针尖发射超音波,针对神经细胞的特定部位进行刺激。

研究团队并在陈志成的指导下,进行神经细胞钙离子调控的分子生物机制分析。他们使用开发的装置激发神经细胞内的钙离子,并与组织离体与小鼠活体实验相互验证,发现超音波可透过神经细胞膜上对酸碱度敏感的离子通道ASIC1a,来调控细胞内的钙离子浓度并进而影响细胞内的生物讯号传递。

为了测试此项技术的临床应用价值,研究团队进行多项实验,发现经过多次超音波刺激后的小鼠大脑齿状回,有许多带有双皮质素的神经细胞。双皮质素的呈现是神经再生的指标。经由超音波刺激所产生的神经再生现象,有机会用于治疗血管性失智症所需要的神经修复。

科技部表示,这项研究的发现奠定了超音波刺激对神经细胞进行调控的分子生物机制的了解,同时也提供了未来超音波治疗血管性失智症的剂量调整与理论依据。