其他

抗凍分子保存器官

科學家效法北極動物,以化學物質延長移植器官的保存時間。

撰文/謝赫(Knvul Sheikh)

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抗凍分子保存器官

科學家效法北極動物,以化學物質延長移植器官的保存時間。

撰文/謝赫(Knvul Sheikh)


活體組織長時間暴露在冰點以下,會受到無可挽回的傷害。細微的冰晶會抓住水份並摧毀細胞,讓捐贈器官變得不適合移植,因此器官在手術前只能冷凍幾個小時。然而一套新的持久抗凍劑或許可以延長器官的缺血時間,這些化合物與一些耐寒動物體內的物質相似。


北極的一些魚類、樹蛙和其他動物體內有某些蛋白質可以防止血液凍結,幫助牠們在酷寒地區生長茁壯。英國瓦立克大學的科學家從這些蛋白質得到靈感,先前研究顯示,這些天然抗凍分子可以讓老鼠的心臟在-1.3℃下保存長達24小時。然而,萃取這些蛋白質的費用高昂,對某些動物又具毒性。瓦立克大學的化學家吉布森(Matthew Gibson)是這項新研究的共同作者,他表示:「長期以來大家都以為,必須合成出外觀跟這些抗凍蛋白質相同的化合物,才能解決這個問題。但我們發現可以製造出特性與抗凍蛋白質相似的新分子,但外觀不一定雷同。」


大部份天然抗凍分子有親水性或疏水性區塊。科學家還不清楚這個過程如何防止冰晶形成,但吉布森認為水分子可能陷入吸引及排斥的混亂中,因此無法凝固成冰。為了複製這個機制,他和同事合成了傾向疏水性的螺旋狀分子,但中心的鐵原子又讓這個區塊具親水性。根據他們在今年7月發表於《美國化學學會期刊》的研究,這些化合物防止冰晶形成的效果奇佳。有些化合物對線蟲(Caenorhabditis elegans)無毒害,顯示用於其他動物可能也安全無虞。


美國聖約瑟夫山大學的生物學家多阿瑪拉(Clara do Amaral)沒有參與這項研究,她評論:「這些相似處實在有趣,因為它們不是蛋白質,卻是具有天然抗凍蛋白質部份功效的化合物。」不過吉布森的抗凍化合物仍需經人體測試,而且可能只是解方之一。多阿瑪拉說:「我們尚未掌握全貌。那些耐寒動物之所以能存活,仰賴的不是神奇的單一化合物,而是一整套的適應系統。」(鄭方逸 譯)


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