異野漆樹苷促進修復 清華揭開腦傷神經修復雙重機制
清華大學發現的異野漆樹苷如何幫助腦部修復?
清華大學研究團隊發現,植物來源化合物「異野漆樹苷」(Isorhoifolin)能促進創傷性腦損傷的修復。該化合物能同時作用於神經元與星狀膠質細胞,一方面抑制S1PR3相關訊號,促進受損神經突的生長;另一方面作用於星狀膠質細胞中的NQO2蛋白,降低細胞質與粒線體的活性氧,改善神經修復所需的細胞環境。這項研究歷時超過八年,證實了異野漆樹苷的神經修復效果及其雙重作用機制,為創傷性腦損傷的藥物開發提供了新的方向。
記者季大仁/新竹報導
清華大學分醫所教授陳令儀研究團隊發現,植物來源化合物「異野漆樹苷」(Isorhoifolin)可同時作用神經元與星狀膠質細胞,促進神經突修復、調節氧化壓力,為創傷性腦損傷藥物開發提供新的研究方向,研究成果登上國際權威期刊《植物醫學》(Phytomedicine)。
從植物篩選、鎖定活性化合物到解析作用機制,研究歷程前後超過八年。團隊不只證實異野漆樹苷具有神經修復效果,也解開它同時作用在兩類腦細胞的機制。一端作用在神經元,抑制S1PR3相關訊號,讓受損神經突重新生長;另一端作用在星狀膠質細胞中的NQO2蛋白,降低細胞質與粒線體的活性氧,改善神經修復所需的細胞環境。
腦切片實驗顯示,未加入異野漆樹苷時(左),受損邊界僅見少量神經突;加入後(中、右),可見較多綠色神經突從白色虛線標示的受損邊界向外延伸。
論文第一作者、清華分醫所博士生王翊比喻,大腦受損就像「神經道路斷裂」,一邊要把路修好,讓神經重新生長;另一邊也要清除路障、殘骸,降低自由基與氧化壓力。團隊從神經細胞、腦組織切片到動物實驗逐步驗證,結果顯示異野漆樹苷能促進受損神經突重新生長,並改善創傷性腦損傷小鼠的運動協調;腦部組織觀察也顯示,治療組受損區域的修復情形較佳。
陳令儀表示,確認異野漆樹苷具有神經修復效果時,研究其實已具備發表條件,但團隊仍決定繼續追查,「一定要釐清直接與異野漆樹苷結合的蛋白質到底是什麼。」團隊最終確認異野漆樹苷可直接作用S1PR3與NQO2,也釐清了兩者在神經修復中的角色。陳令儀更強調,這項機制的發現,在未來可作為其他神經損傷與神經發炎研究的基礎,包括腦中風,甚至新冠肺炎引發的「腦霧」等,只要涉及神經發炎與修復需求,都有了進一步應用的可能。
為找出促進神經修復的候選化合物,團隊針對辜嚴倬雲植物保種中心相關植物資源進行篩選。研究人員從近9百種植物製成的2千多份萃取物中逐一測試,最終鎖定拎藤龜背芋(Monstera epipremnoides)的活性萃取物。研究人員使用約1公斤的葉片進行萃取,再將活性分層送往德國分離、鑑定單一化合物,最後找出異野漆樹苷。
辜嚴倬雲植物保種中心執行長李家維表示,這次合作是目前藥庫最好的研究成果,其他研究仍在持續發展,藥庫未來仍有很大的研究潛力。團隊找到異野漆樹苷並解析化學結構後,轉向全化學合成,不再需要持續採集植物材料;王翊說明,目前與清華化學系合作,在實驗室已能完成公克級以上合成,並製作不同結構的類似物比較藥效,為後續改良與開發建立基礎。
研究顯示,異野漆樹苷經鼻給藥15分鐘後,可在小鼠腦組織中測得,顯示具有進入腦部的能力。陳令儀表示,經鼻給藥具有非侵入、使用便利等特性;若後續新藥開發、安全性及臨床試驗順利,未來可評估鼻噴劑等給藥方式,輕症患者有機會自行使用,重症患者有機會利用靜脈注射給藥。
清華目前已針對相關化合物進行專利布局。王翊表示,若要進一步走向臨床試驗,仍須完成更大規模的藥物製造與毒理測試,團隊也正為後續新藥臨床試驗做準備,下一步將申請美國食品藥物管理局(FDA)臨床試驗相關諮詢。
更多新聞推薦
異野漆樹苷是如何被發現的?
研究團隊從辜嚴倬雲植物保種中心的近9百種植物、2千多份萃取物中進行篩選,最終鎖定拎藤龜背芋(Monstera epipremnoides)的活性萃取物,並從中分離鑑定出異野漆樹苷。
異野漆樹苷未來可能如何應用於治療?
研究顯示異野漆樹苷經鼻給藥後能進入腦組織,未來可能透過鼻噴劑或靜脈注射等方式給藥。清華大學已針對相關化合物進行專利布局,並準備申請美國FDA臨床試驗諮詢,以期走向臨床應用。
除了創傷性腦損傷,異野漆樹苷還能應用於哪些疾病?
陳令儀教授表示,這項機制的發現,未來可作為其他神經損傷與神經發炎研究的基礎,包括腦中風,甚至新冠肺炎引發的「腦霧」等,只要涉及神經發炎與修復需求,都有進一步應用的可能。