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突破血腦屏障:研究者或解決百年難題

only-perception
・2011/09/17 ・1071字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 611 ・十年級

康乃爾大學研究者也許解決一個達百年之久的難題:如何安全地打開與關閉血腦屏障(blood-brain barrier),使阿茲海默症、多重硬化症以及中樞神經系統癌症的療法能有效地被傳遞。(Journal of Neuroscience, Sept. 14, 2011.)

研究者們發現,adenosine(腺嘌呤核苷、腺苷) — 一種由身體製造的分子,能調控大分子進入腦部。這是研究者首度發現,當組成血腦屏障之細胞上的 adenosine 受體被活化時,能建立一道進入血腦屏障的閘門。

雖然這項研究是以老鼠完成,不過研究者也在人類身上的這些相同細胞上發現 adenosine 受體。她們亦發現,一種現有的、經 FDA 許可的藥物,稱為 Lexiscan(一種基於 adenosine 的藥物,用於重症患者的心臟造影),也能短暫地開啟跨越血腦屏障的閘門。

血腦屏障是由構成腦部血管的特化細胞所組成。那能選擇性的防止物質進入血液與腦袋,只讓必要的分子如胺基酸、氧、葡萄糖與水通過。該屏障的限制性如此之大,以至於研究者找不到方法將藥物傳遞到腦部 — 直到目前為止。

“每種神經學疾病的最大障礙是,我們無法治療這些疾病,因為我們無法將藥物傳遞進入腦部,” Margaret Bynoe 說,康乃爾獸醫學院的免疫學副教授,以及一篇出現在 9/14 Journal of Neuroscience 之論文的資深作者。
Aaron Carman, Bynoe 實驗室的前博士後研究,本論文的第一作者。這項研究的資金來自 NIH。

“大製藥廠已經試了一百年,要找出如何通過血腦屏障並讓患者活著,” Bynoe 說,她與同事已將這些發現申請專利,同時創立一家公司 Adenios Inc.,那將涉及藥物檢測以及臨床前試驗。

研究者已嘗試將藥物傳遞到腦部。他們藉由修改藥物,使其與受體結合,並且搭上其他分子的便車(piggyback)以通過屏障,不過到目前為止,這種修改過程導致藥效喪失,Bynoe 說。

“利用 adenosine 受體似乎能成為一種更一般性的、跨越屏障的閘門,” 她補充。”我們正用那種機制,在我們想要的時候開啟與關閉閘門。”

在這篇論文中,研究者描述成功地將大型的葡萄聚糖(dextrans)與抗體這樣的巨分子運入腦中。”我們想看看我們能讓多大的分子進入以及這邊是否有尺寸上的限制,” Bynoe 說。

在某種基因轉殖老鼠模型中,研究者亦成功地將抗 beta amyloid(β類澱粉)抗體遞送通過血腦屏障,並觀察到該抗體與導致阿茲海默症的β類澱粉斑塊(beta-amyloid plaques)結合。治療多發性硬化症的類似研究已經開始,在此,研究者希望緊縮血腦屏障,而非開啟它,以避免具破壞性的免疫細胞進入並引發疾病。

不過,老鼠的 adenosine 受體有許多已知的拮抗劑(antagonists,那些專門阻止發訊的藥物或蛋白),未來的研究將嘗試確認像那樣的人類藥物。

研究者亦計畫探索傳遞腦癌藥物並更加了解「adenosine 受體如何調控血腦屏障」背後的生理學。

資料來源:Medical x Press: Breaching the blood-brain barrier: Researchers may have solved 100-year-old puzzle [September 13, 2011]

轉載自 only-perception

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only-perception
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妳/你好,我是來自火星的火星人,畢業於火星人理工大學(不是地球上的 MIT,請勿混淆 :p),名字裡有條魚,雖然跟魚一點關係也沒有,不過沒有關係,反正妳/你只要知道我不是地球人就行了... :D


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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

台灣科技媒體中心_96
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