生命科學

穿越腦中屏障

利用病毒傳送藥物,是否可以更廣泛地通過腦中層層細胞?

撰文/布魯伊利特(Monique Brouillette)
翻譯/張薰文

生命科學

穿越腦中屏障

利用病毒傳送藥物,是否可以更廣泛地通過腦中層層細胞?

撰文/布魯伊利特(Monique Brouillette)
翻譯/張薰文


如何使藥物進入腦部是醫學治療上的一大挑戰,因為大腦被一層緊密的細胞所覆蓋,稱為血腦障壁(blood-brain barrier, BBB),以隔絕外物進入腦中。雖然血腦障壁能阻擋有害的化學物質和細菌進入我們的大腦,同時也阻擋了將近95%口服或靜脈注射的藥物,使得醫生要治療帕金森氏症這類神經退化疾病時,就必須使用侵入性的方式在病人頭骨上鑽洞,把藥物注射到腦中。


一些科學家搭配超音波技術或奈米粒子把靜脈注射藥物成功送入腦中,但這些方法只在特定腦區有效。最近美國加州理工學院的神經科學家葛雷迪納盧(Viviana Gradinaru)和同事研發出一種技術,利用無害的病毒穿過血腦障壁進而使藥物遍佈腦中。


葛雷迪納盧的研究團隊利用病毒這種感染性媒介,是因為它們很小,容易進入細胞並利用細胞的DNA,病毒的蛋白質外殼也有益於傳送藥物或基因治療。為了找出適合進入腦中的病毒,研究人員改造了具有幾百萬種變異型的腺相關病毒(AAV),各自具有不同的蛋白質外殼結構。他們把這些變異型病毒注射到小鼠體內,一星期後再從小鼠腦中分離出成功進入腦中的病毒:一株名為AAV-PHP.B的病毒確實可穿過血腦障壁。


接下來研究人員把病毒注射到小鼠血液,測試AAV-PHP.B能否做為基因治療的載體。該病毒帶有綠色螢光蛋白的DNA,如果成功進入腦中,並把綠色螢光蛋白的DNA嵌入神經細胞,研究人員就可藉由腦部切片是否發出綠色螢光來判讀結果。研究人員在腦中大部份的神經細胞中都發現了病毒浸潤,並且發光效果持續一年,研究結果發表在最近的《自然.生物技術》期刊。


未來這種方法可用來治療很多神經疾病,冷泉港實驗室的神經科學家薩德(Anthony Zador)說:「以非侵入性的技術攜帶基因進入腦中是非常有用的研究工具,在臨床應用上也極具價值。」葛雷迪納盧認為此法除了用於大腦,在體內其他部位或系統,例如周邊神經,同樣具有潛力。由於周邊神經為數眾多,難以治療神經病變造成的疼痛,而透過這種病毒療法可深入每一個細胞。