得獎科大神經科學家發現精神分裂症機制
12-12-2017
由香港科技大學(科大)得獎神經科學及結構生物學家張明傑教授領導的科研團隊,近日就了解導致精神分裂與其他嚴重精神疾病機理的研究上,取得重大突破。有關發現或有助開發治療精神病的新藥物及療法。現時,香港約有 4 萬人確診患上精神分裂症 [1]

一直以來,科學家都知悉精神病的成因,與一種人類蛋白DISC1中的編碼基因出現異變有關,該蛋白負責控制包括腦部神經元生長等細胞活動。不過DISC1是如何與其他蛋白互動致影響人類腦部發展,卻不為人知曉。直至最近,張教授的團隊研究出前所未有的﹕DISC1與另一種蛋白質Ndel1所組成的複合物的高解像結構。團隊發現,Ndel1蛋白在腦神經元生長及許多腦部活動中擔當重要角色,當DISC1編碼基因出現異變,會打斷DISC1/Ndel1蛋白複合物的形成,從而減慢腦部神經元生長,可能導致精神病。

是次研究結果剛於2017年12月7日出版的權威神經科學期刊《神經元》中發表。

科大生命科學部嘉里理學教授及講座教授張明傑說:「根據DISC1基因的結構,我們發現了其運作的機制,並提出了基因異變可如何導致精神分裂症以及其他嚴重精神疾病。有時候,基礎研究中所作出的發現,可能與臨床應用相距甚遠。然而,我的研究團隊和其他許多科學家所踏出的每一小步,卻對奠定未來醫學應用的基礎至關重要,可有助救治數百萬條生命。」當首位女性兼首位兩度諾貝爾獎得主居禮夫人研究鐳這個元素時,她並沒有考慮這元素有何用途,但鐳最終為癌症病患帶來了化療,至今仍是癌病一個重要的治療方法。

橫跨不同研究領域,張教授這個花了約八年時間完成的跨界别精神分裂症研究,屬研究資助局主題研究計劃(第二輪)中,「神經系統疾病幹細胞研究策略」的一部分,得到該局的經費資助。來自賓夕法尼亞大學神經元幹細胞的頂尖生物學家,亦透過新型3D細胞培養模型技術,利用精神分裂症患者的細胞樣本,構建模擬人腦,供團隊作實驗之用,為是次研究作出重大貢獻。

論文另一位主要作者、張教授團隊的研究助理教授葉菲表示:「透過研究動物與由精神分裂症患者細胞所發展出來的模擬人腦中的腦神經元生長情況,及其與DISC1/Ndel1蛋白複合物的互動,有助我們了解不同精神病症背後複雜的病理,或有助開發新療法與藥物。」

張明傑教授多年來一直專注有關人腦發育與成長的研究。他的努力得到了享負盛名的西蒙斯基金會(Simons Foundation)的認同,該駐紐約基金會近日向張教授頒贈72萬美元經費,進行為期3年的研究項目,探討與自閉症關係密切的基因與蛋白質之間的互動作用。而在本港,張教授剛於上周獲頒備受關注的裘槎優秀科研者獎2018-19,他將運用有關獎金,研究腦神經元網絡中的基本單位﹕神經突觸的形成機制,或能為治療相關精神障礙的藥物發展鋪路。

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[1] http://www.ha.org.hk/ho/corpcomm/Strategic%20Service%20Framework/
Mental%20health%20service%20plan%20for%20adults2010-15_CHI.pdf

張明傑教授 (右) 與葉菲教授利用由精神分裂症患者細胞構建出來的模擬人腦進行實驗

張明傑教授 (右) 與葉菲教授利用由精神分裂症患者細胞構建出來的模擬人腦進行實驗

張教授把蛋白樣本放進核磁共振儀以了解其分子結構

張教授把蛋白樣本放進核磁共振儀以了解其分子結構

張教授於裘槎基金會頒獎典禮上獲裘槎基金會董事局主席麥德華教授(左) 及港科院院長徐立之教授(右)頒發裘槎優秀科研者獎2018-2019 (照片來源﹕裘槎基金會)

張教授於裘槎基金會頒獎典禮上獲裘槎基金會董事局主席麥德華教授(左) 及港科院院長徐立之教授(右)頒發裘槎優秀科研者獎2018-2019
照片來源﹕裘槎基金會

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