瘫痪患者福音 中枢神经再生露曙光

中枢神经受损造成的伤害往往难以修复，如车祸或工害造成的瘫痪。中央研究院基因体研究中心主任洪上程与日本名古屋大学医学院院长门松健治的最新跨国研究发现，人工合成的「硫酸乙醯肝素（HS）」八糖体可让受损的中枢神经元成功启动修补机制。论文已于5月7日刊登于国际期刊《自然－化学生物学》（Nature Chemical Biology）。

人的周围神经系统（PNS，如运动神经和感觉神经）在受伤之后，通常可慢慢修复。但是，中枢神经系统（CNS，如脊髓神经）的修复仍相当棘手，也是目前医学研究尚待解决的问题。

研究指出，当中枢神经受到重大的外力打击时，人体会分泌硫酸软骨素（Chondroitin Sulfate, CS）聚集于受伤的神经轴突（Axon），并和受体PTPRσ结合，经催化作用去除细胞质内Cortactin蛋白的磷酸根，进而导致神经轴突末端产生球状凸起物（dystrophic endballs），遏制轴突继续生长，终止神经修复。因此，中枢神经修复的关键为抑制去磷酸根作用。

洪上程的研究团队继2011年成功合成3号氧含有硫酸根之HS八糖体能抑制诊一型病毒感染宿主细胞发表在《自然－化学》（Nature Chemistry）后，进一步发现HS和CS的化学结构相近，且HS的功效与硫酸根的位置和数量息息相关。因此，为了一探HS分子如何与受体PTPRσ作用，以及是否能修复中枢神经元受损的轴突部位，他实验室的蔡政芳博士和郭彦均博士历经多年时间，开发新的合成途径，成功地制备十六种不同硫酸根的HS八糖体分子，同样熟稔含硫酸根之糖分子研究的日本鸟取大学田村纯一教授带领的团队则负责合成CS化合物。

门松健治的研究团队则从老鼠身上取得一种从脊椎延伸到肌肉的中枢神经元－背根神经节（dorsal root ganglion，DRG），并把切断的DRG分别放到铺了CS化合物和CS与HS化合物的培养皿。研究成果显示，实验的第二天后，轴突碰到培养皿内的CS时，CS与PTPRσ结合，移除Cortactin蛋白的磷酸根，便停止生长。反观，在加入具有较多硫酸根数量之HS八糖体的培养皿中，轴突则能持续生长；而没有硫酸根或硫酸根数量少之HS八糖体族无法让轴突继续生长。

洪上程解释，HS八糖体具有较多硫酸根数量时，能取代CS糖分子并与PTPRσ结合，并将几个PTPRσ结合在形成低聚物（Oligomer），进而抑制Cortactin蛋白的去磷酸根化反应，让轴突可以继续生长。

名古屋大学医学院坂元一真（Kazuma Sakamoto）副教授表示，研究发现提供了一个以分子修补神经元的契机，HS 或是 PTPRσ抑制剂，都可能是未来关键的研发目标。

研究团队表示，糖分子的合成向来具高难度，这类结构复杂之HS寡糖分子的制备更不容易。例如合成不同硫酸根的HS化合物，需要50多个步骤，未来将朝简化制程、提升效率继续研发。