RNA小小兵立大功! 微型核糖核酸的『解』凍人生

發佈日期:2022-03-21  文/中央研究院 分子生物學研究所 陳俊安博士

  過去兩年,雖然全世界都活在新冠肺炎陰影下,但有關漸凍症治療的轉機和新穎藥物的開發與研究,卻是一直如火如荼地前進中。在光銘邀請下,我們在這期協會會刊,先拋磚引玉簡單介紹我們實驗室在漸凍症目前研究上的現況和進展。

  漸凍症(學名為肌萎縮性脊髓側索硬化症),是一種影響運動神經元的神經退化疾病。由於運動神經元在脊髓中負責控制肌肉收縮,漸凍症患者往往因感到肌肉無力而就醫。由於患者初期手或腳無力佔大多數,表示『控制四肢肌肉的運動神經元』在疾病前期已開始出問題,當漸凍症患者明顯感覺全身運動機能已不如以往自如,此時病友的其他運動神經元也已經開始迅速退化,並導致病友們在短期內無法行走或靈活使用雙手,最後只能漸漸躺臥在輪椅中。漸凍症病友們不僅在生活品質與經濟上承受極大壓力與痛苦,他們親屬也因為照護病友而失去原本的生活步調。儘管醫學發展突飛猛進,但直至今日漸凍症的致病機制卻還尚未明朗,更遑論尋找改善疾病的治療方式。

  我們的研究團隊發現,一組微型核糖核酸(microRNA),稱之為mir-17~92 ,在四肢運動神經元的表現量特別高,卻在漸凍症小鼠發病前顯著減少。此為全球首次發現mir-17~92具有作為預測漸凍症發病的生物標記,並可改善漸凍症小鼠病徵,有助於未來以基因治療漸凍症標靶藥物的研發。研究成果已於108年7月1日刊登於國際期刊《細胞:幹細胞》(Cell: Stem Cell)。

  我們的研究最大突破,在於我們採用多種生物模式系統做病理驗證,包括小雞胚胎、SOD1G93A漸凍症小鼠以及其幹細胞分化之運動神經元,並輔以漸凍症患者的誘導性多功能幹細胞所衍生之運動神經元(iPSC~MNs)做一系列致病機轉的研究。這些系統一致顯示: 原本應該大量表現於四肢運動神經元的mir-17~92,在發病(也就是四肢運動神經元死亡)前會顯著減少,並伴隨著PTEN蛋白質累積在細胞核中,進而導致細胞退化死亡。令人振奮的是,當我們在漸凍症小鼠運動神經元中做基因治療,大量表現mir-17~92後,不僅可以改善iPSC~MNs的存活率,也顯著增進了漸凍症模式小鼠的運動能力,並平均延長他們百分之十四的壽命。由於漸凍症患者診治後平均只能再多活二至五年的壽命,如果mir-17~92的基因治療未來在人類病患上也有效果,可望為病患帶來新治療方式的契機。

  僅管目前的研究成果尚未完全破解漸凍症致病原因,不過我們的成果依舊為釐清漸凍症致病機制向前推進了一步。此成果也是全球第一個發現mir-17~92具有作為預測漸凍症發病的生物標記,以及作為基因治療標靶藥物之潛能。此實驗結果已申請多國專利,有助於未來以基因治療漸凍症標靶藥物的研發。
 





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