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自噬作用與阿茲海默症

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范姜文榮｜國立臺灣大學生命科學系

阿茲海默症是以腦機能障礙為主的神經退化病症，不僅患者本身，擔負照顧的家人身心也會伴隨著巨大的痛苦與疲憊，是現代社會非常嚴重的疾病之一，因此希望能早日確立該病症的預防與治療方法。

阿茲海默症的形成原因有許多，一般認為主要原因是腦內的Aβ蛋白質累積，從細胞所排出之凝集Aβ蛋白質，因其不可溶性，會累積於大腦內，形成阿茲海默症特有的老年斑。

細胞內具有能將異常或過剩蛋白質迅速分解與再利用的重要機制，稱為細胞的「自噬作用」。此作用是包括人類在內，生物為維持生命活動、不可或缺的重要機能。在腦部細胞如失去自噬作用，腦內的Aβ蛋白質量上升，也可能會導致阿茲海默症發病。

日本理化學研究所的共同研究團隊，為了瞭解自噬作用與阿茲海默症之間確實的因果關係，他們首先製作Atg7基因缺損而無自噬機能的老鼠，再將此種老鼠與阿茲海默症模式老鼠交配產生雜交鼠，進一步去分析自噬機能缺失，Aβ蛋白質的過度累積與阿茲海默症之間的關係。

他們分別對飼養至20個月大的阿茲海默症模式老鼠與雜交鼠，進行腦內老人斑的累積量調查，實驗結果與預期相反，雜交鼠腦中老人斑的累積量僅為阿茲海默症模式老鼠的七十分之一，顯示自噬機能缺損的雜交鼠，Aβ蛋白質累積在細胞核周圍，而未被排出至細胞外。

換言之，細胞的自噬作用，不僅具有分解Aβ蛋白質的機能，尚有將Aβ蛋白質排出至細胞外之機能。

該研究團隊接著檢視飼養至15個月大不同老鼠腦內的神經細胞，發現雜交鼠的神經細胞死亡、腦部萎縮都較其他老鼠嚴重。進一步進行水迷路實驗，也發現雜交鼠的學習能力低下及發生記憶障礙。

因此在雜交鼠的腦內老人斑累積量雖然劇減，未明顯觀察到阿茲海默症早期就有的老人斑病理特徵，但仍顯現阿茲海默症類似的病癥，如神經細胞的死亡、腦部的萎縮、及記憶障礙的發生，顯示細胞內的Aβ蛋白質也具有強烈的細胞毒性。

未來研究希望從眾多化合物中，尋找能加速Aβ蛋白質釋放的物質，以減少細胞內Aβ蛋白質的毒性，並透過合成類似化合物及解析其結構活性，藉以開發阿茲海默症的預防或治療藥物。該研究成果2013年10月17日刊載於科學期刊《Cell Reports》。（本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿｜2013年11月）

責任編輯：周成功｜長庚大學生物醫學系

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