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松鼠冬眠好靈感

美開發ebselen腦中風治療潛在藥物

2017.11.12 整理/趙育麟

花栗鼠喋喋不休
以冬眠的地松鼠為靈感來源,一個由美國國立衛生研究院(NIH)資助的科學家小組發現了一種潛在的藥物ebselen,可以模仿那些保護動物大腦渡過冬眠的細胞變化,從而給缺血性中風患者的大腦帶來同樣的恢復能力。這項研究發表在《FASEB》期刊(Federation of American Societies for Experimental Biology,美國實驗生物學聯合會)。

John Hallenbeck博士所帶領的研究團隊,從某種冬眠的地松鼠中發現一個稱為SUMO 化(SUMOylation) 的細胞機制過程。Hallenbeck博士猜測,這就是造成動物在大腦血流量減少的冬眠中存活下來的機制,隨後,團隊從細胞和小鼠的實驗證實了他的猜測。

雖然動物的大腦在冬眠過程中經歷了顯著的血流減緩,就像某些中風後的人類病人一樣,大腦細胞中氧氣和血糖等生存所需要的營養會減少。但地松鼠從它們的冬眠中甦醒後,卻沒有受到任何不良影響。

Joshua Bernstock說:「如果我們能瞭解冬眠中用來保護大腦的過程,我們就可以幫助人們在中風後恢復。」


SUMO化發生在被稱為小泛素樣修飾(small ubiquitin-related modifier)的分子標記物被酶催化轉成蛋白質的過程。這種稱為SUMO特異蛋白酶(SENPs)的酶可以分離這些標記物,從而降低SUMO化的修飾機制。


在目前的研究中,Bernstock和他的同事聯手在NIH的國家推進轉化科學研究中心(NCATS)檢測了超過4000個的分子集合,找出是否可以透過阻斷一種叫做SENP2的SENP分子,促使SUMO化修飾機制,以在缺乏維持生命的物質時保護細胞。

最後從幾千個候選分子篩選到八個,其中的兩個: ebselen和6-thioguanine,被發現能夠在大鼠細胞中增強SUMO化修飾,並保持它們在氧氣和葡萄糖缺乏時能夠存活。

實驗結果表明,和對照相比,ebselen能夠增強健康小鼠大腦中的SUMO化修飾。6-thioguanine是一個有副作用的化療藥物,所以不適合作為一個潛在的中風治療劑。

研究人員現在計畫測試ebselen是否可以保護腦中風動物模型的大腦。

Bernstock相信他們團隊的做法,可以激發類似透過靶向各種途徑的治療神經系統疾病的想法。他也希望這將促使別人多瞭解自然仿生模型。

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