「看到」失智症病因 清大解開腦部鈣化之謎

腦部基底核出現鈣化,腦細胞表面的膜蛋白通道阻塞,無法傳送信號分子及營養到細胞內,是類帕金森氏症、阿茲海默症等神經退化病症起因之一。清華大學生物資訊與結構生物研究所孫玉珠教授研究團隊,最近與中央研究院分子生物所蕭傳鐙研究員實驗室合作,創全球之先,解開了「磷酸鹽轉運膜蛋白」分子結構之謎,使失智症的治療露出一線曙光。相關的研究成果,已登上今年8月的國際頂尖期刊「科學前緣」(Science Advances),成為台灣膜蛋白研究領域的重要里程碑。

孫玉珠表示,膜蛋白是鑲嵌在細胞膜上的蛋白質,負責傳遞信號並供應能量到細胞內,因此在藥物開發上扮演非常重要的角色。磷酸鹽轉運膜蛋白則是將磷酸鹽及鈉離子運送到腦細胞內的重要通道,一旦發生病變,通道阻塞,磷酸鈣就會沈澱在細胞膜表面,最終導致腦部基底核鈣化,產生類帕金森氏症的動作障礙或阿茲海默症等神經退化性病變。

該研究團隊利用國家同步輻射中心的光源,進行X光繞射磷酸鹽轉運膜蛋白晶體,得出繞射圖後進行運算,成功解析出膜蛋白的立體結構,並透過基因序列找到膜蛋白突變的確切位置,讓人類得以首次「看到」失智症的病因。

孫玉珠指出,解析磷酸鹽轉運膜蛋白並找到突變位置,已為治療腦部鈣化踏出了第一及第二步,接下來將與醫師合作,以此結構為基礎來設計藥物,利用電腦計算及模擬,實驗篩選出有效的化學小分子,讓膜蛋白恢復正常。

中研院分子生物研究所蕭傳鐙研究員是生物物理專家,也在這項創新研究中扮演關鍵角色。他利用人工細胞膜,驗證目標位置發生突變是否令膜蛋白喪失運送磷酸鹽的功能。【記者  鄭昱庭整理報導】