浸大研究:創新納米結構培養幹細胞治療柏金遜症

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浸大研究:創新納米結構培養幹細胞治療柏金遜症

柏金遜症一種漸進式神經系統出現障礙,影響人們的活動能力,一般出現於中年或晚年,而平均病發年齡在60至70歲之間。由香港浸會大學生物系教授翁建霖教授和物理系副教授黃陟峰博士領導的研究團隊,發明了一種創新的納米基質,能誘導神經幹細胞快速地分化為「微型黑質樣結構」,這為幹細胞療法提供了重要方向。

目前並沒有根治柏金遜症的方法,患病風險隨年齡而增加,男性患上此症的機會是女性的1.5倍。其成因是腦幹內一個稱為「黑質」的複雜和重要部位,出現「多巴胺神經元」退化,未能產生足夠的神經傳導物質「多巴胺」,導致身體活動和運動功能受損,常見症狀包括震顫和走路困難。

浸大團隊發明一種創新的納米基質,能誘導神經幹細胞快速地分化為「微型黑質樣結構」。這種結構主要由多巴胺神經元組成,能代替腦內「黑質」部位受損或退化的細胞。
納米基質是一塊鍍有納米結構層的矽片,厚度僅550至730納米(nm),表面卻滿布數萬億個閃電形狀的結構,毋須使用化學生長因子,便可誘導神經幹細胞分化成「微型黑質樣結構」。

鍍有納米結構層的矽片厚度僅550至730納米,表面卻滿布數萬億個閃電形狀的結構,可誘導神經幹細胞分化成「微型黑質樣結構」,代替腦內「黑質」部位受損或退化的細胞。黃陟峰博士解釋:「當神經幹細胞接觸到特別設計的閃電形狀納米基質時,便會產生『物理按摩』作用,誘導幹細胞分裂成我們所需的多巴胺神經元,且只需兩星期就可以培養出微型腦樣結構,並大幅降低致癌風險。」
研究人員利用患有柏金遜症的老鼠進行實驗。牠們均有嚴重運動不協調和打轉等柏金遜症的主要徵狀。研究人員把由閃電形狀納米基質培養出來的「微型黑質樣結構」移植到牠們的腦內。在移植後第八周起,所有老鼠的病況均有改善,打轉徵狀逐漸減少。到第18周,多巴胺神經元重新出現並廣泛分布在老鼠大腦移植位置周邊,而且沒有長出腫瘤的跡象。相反,沒有得到移植的老鼠對照組,病況則毫無改善。

(圖為真實照片放大一萬倍的效果。)

翁建霖教授指:「研究結果顯示這些微型腦樣結構在老鼠腦內理想地存活並發揮功能,令牠們的早期柏金遜病徵得以逐步改善。通過改變閃電形狀納米基質的硬度、密度和排列,或基質的形狀,將可以誘導神經幹細胞分化成為各種功能細胞。因此,這項發明具有很大潛力,可用於治療其他不治之症,包括阿茲海默症和某些癌症。」閃電形狀納米基質已取得一項美國專利,相關研究已在學術期刊《Advanced Science》發表。

圖片來源(部分):香港浸會大學
Text:Fion

參考資料:
1.Extracellular Nanomatrix‐Induced Self‐Organization of Neural Stem Cells into Miniature Substantia Nigra‐Like Structures with Therapeutic Effects on Parkinsonian Rats
2.認識柏金遜症

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