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清大研發超音波 成功治療帕金森氏症鼠

清華大學分子醫學研究所副教授林玉俊(左)與生醫工程與環境科學系教授葉秩光組跨領域研究團隊,成功治癒小鼠的帕金森氏症。(清大提供)

清華大學分子醫學研究所副教授林玉俊(左)與生醫工程與環境科學系教授葉秩光組跨領域研究團隊,成功治癒小鼠的帕金森氏症。(清大提供)

2020/02/08 05:30

〔記者洪美秀/新竹報導〕清華大學分子醫學研究所副教授林玉俊、生醫工程與環境科學系教授葉秩光合組跨領域研究團隊,把對超高頻聲波更敏感的細胞蛋白質注射到小鼠深層腦區,讓小鼠感受超音波並進而活化細胞,成功治療小鼠的帕金森氏症。

清大這項將超音波用在非侵入式細胞療法的創新研究成果,一月登上國際頂尖期刊「奈米通訊」(Nano Letters)並已取得台灣及美國專利,未來可望應用在人體,刺激活化製造胰島素的細胞,改善糖尿病患者血糖問題。

林玉俊說,他長期試圖尋找一種安全、非侵入性的「開關」來控制細胞活性;光波雖安全,但僅能作用於人體淺層約○.二公分的深度;磁波可以深入人體卻無法聚焦,不夠精準;超音波穿透深度夠,可達十五公分,又能聚焦患部,是最安全可行的方式,但如何讓人類的細胞也能感受到超音波並進而活化?

林玉俊說,所有的哺乳類動物體內都有一種「高頻聽覺壓力蛋白」(Prestin),會對超音波產生反應,只是人體中這種蛋白對超音波極不敏感,幾乎沒什麼反應。

但海豚、鯨魚、蝙蝠這些生物能聽見超高頻聲波的原因,透過基因圖譜比對,找到牠們高頻聽覺壓力蛋白中特殊的胺基酸組成,以此改造小鼠的壓力蛋白並植入細胞,可成功讓小鼠對超音波的感受能力提升十餘倍。

為讓超音波也能用於治療疾病,林玉俊與清大超音波專家葉秩光合作,由葉秩光設計出特殊的小氣泡,就像一艘艘小船,載著改造過的高頻聽覺壓力蛋白基因片段,經靜脈注射到達患部,只要照射超音波,氣泡就會被擊碎,等基因片段進入患部細胞,轉殖後的細胞就能「聽見」超音波的指令。

葉秩光說,帕金森氏症、阿茲海默症等都肇因於大腦基底核細胞的退化死亡,研究團隊把罹患帕金森氏症的小鼠放上獨木橋,只走了一小段即停滯不前。但經細胞轉殖並照射超音波治療後活動能力明顯提升,不到三秒就走到獨木橋終點,證明對治療帕金森氏症有成效 。