再生醫學新知

帕金森氏症原來是粒線體失能引起的?!

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【文:廖可熏博士/國立陽明大學微生物及免疫學研究所博士、再生緣生物科技研發部專案經理】

 

 

歌后詹雅雯於日前驚傳罹患帕金森氏症,令外界相當擔心。不少國內外名人也深受帕金森氏症所苦,包含美國演員米高·福克斯、奧林匹克自行車手戴維斯·費尼和職業拳擊手穆罕默德·阿里等等。世界上大約有4%的人是在50歲前就被確診帕金森氏症,帕金森氏症是因腦神經退化,造成神經傳導物質「多巴胺」分泌不足,患者會出現手抖、肢體僵硬、動作遲緩、平衡感變差等症狀。科學家對於帕金森氏症的病因進行多方研究,想找出治療的方式。他們發現異常的粒線體釋放出的毒素,會活化大腦中神經微膠細胞(註1中的發炎小體(註2,造成神經元的缺失。而粒線體自噬(註3,可抑制巨噬細胞中發炎小體活化,進而阻止多巴胺神經元的壞死。

 

 

粒線體如何影響我們的神經系統?

粒線體是細胞提供能量的「發電廠」,我們體內的需要大量能量的細胞中,都有數百或是數千座的「能量發電廠」。當粒線體發生異常時會釋放毒性物質,如活性氧物質,造成細胞的氧化傷害,就會影響身體的運行,包含癌症、老化、甚至是腦部退化性疾病也和粒線體功能息息相關。

 

當粒線體中產生氧化受損的蛋白,健康的粒線體有能力利用細胞囊泡運輸系統清除氧化受損的蛋白質,以維持粒線體的運作;最差的情形也會引發粒線體自噬,讓受損的粒線體被身體清除。但是當大腦內的粒線體受損,無法正常產生能量時,就可能引起神經退化性疾病,如帕金森氏症,亨丁頓舞蹈症等。以帕金森氏症患者來說,就是因為粒線體的細胞囊泡運送系統出了問題,抑制粒線體清除受損蛋白質的功能進而產生毒性物質,就引起神經元的壞死。

 

 

去除異常粒線體?就靠穿心蓮內酯

回到帕金森氏症,在遺傳型的帕金森氏症中,可以發現與粒線體自噬相關的基因突變,導致發炎小體活化。在帕金森氏症的小鼠實驗模型中發現,去除異常的粒線體,就要透過穿心蓮內酯。穿心蓮是東南亞常用傳統草藥,從中提煉出的「穿心蓮內酯」,已被發現具有抗發炎、抗氧化、抗病毒、抗癌及抗血栓的特性,保護肝臟及心臟;並且能促進粒線體自噬行為,進而抑制發炎小體的活化。使得小鼠大腦的發炎性細胞激素下降,並阻止多巴胺神經元的壞死。

 

這個小鼠實驗模型還發現,穿心蓮內酯可去除異常的粒線體,使得小鼠大腦的發炎下降,在因為基因變異所導致的帕金森氏症中,也許能作為輔助療法之一。但是仍需進一步驗證及人體實驗,方能更清楚地了解穿心蓮內酯對於清除異常粒線體的相關機制及其使用濃度。

 

 

註釋:

  1. 神經微膠細胞:專屬大腦的巨噬細胞類群。
  2. 發炎小體:發炎小體是細胞內的一種蛋白質聚合體,在發炎反應中扮演重要角色。體內的慢性發炎跟發炎小體過度活化有一定的關係。目前研究得知細菌、膽固醇、脂肪酸、尿酸、過量葡萄糖、二氧化矽等晶體、紫外線、疫苗佐劑以及空氣汙染的5都能引起發炎體活化。發炎小體的活化,使一些會促進發炎反應的細胞激素被釋放出來(包括IL-1beta和IL-18)。因此在許多疾病都發現了發炎小體的過度活化。例如:神經退化性疾病、代謝症候群、自體免疫疾病,甚至是老化。
  3. 粒線體自噬:粒線體自殺行為。

 

 

參考資料:

  1. Kamienieva I, Duszyński J, Szczepanowska J. Multitasking guardian of mitochondrial quality: Parkin function and Parkinson’s disease. Transl Neurodegener. 2021 Jan 20;10(1):5. doi: 10.1186/s40035-020-00229-8. PMID: 33468256; PMCID: PMC7816312.
  2. Ahmed S, Kwatra M, Ranjan Panda S, Murty USN, Naidu VGM. Andrographolide suppresses NLRP3 inflammasome activation in microglia through induction of parkin-mediated mitophagy in in-vitro and in-vivo models of Parkinson disease. Brain Behav Immun. 2021 Jan;91:142-158. doi: 10.1016/j.bbi.2020.09.017. Epub 2020 Sep 22. PMID: 32971182.