陽明交大破解致病蛋白結構


記者陳柏翰∕台北報導

陽明交大研究團隊運用冷凍電子顯微技術,解析囊性纖維化致病蛋白的結構,為藥理作用提出解答,將有助於未來推動囊性纖維化、分泌性腹瀉、多囊腎病等新一代藥物開發。

陽明交大表示,CFTR蛋白在細胞中扮演氯離子傳輸的角色,協助水分通過細胞膜,保持身體系統的正常運作。當CFTR發生缺陷突變時,細胞膜中負責電解質與水分傳輸的通道會被阻塞,導致囊性纖維化,影響呼吸和消化系統功能。而當CFTR活性過高時,水分傳輸過多則會引發分泌性腹瀉等病症。

陽明交大藥理學研究所教授黃自強運用冷凍電子顯微技術,成功解析CFTR蛋白的完整結構,並發現一些抑制劑可以結合CFTR蛋白的特定區域,引發結構改變,進而降低其活性。

這個機制為過去不知道的藥理作用提出解答,也替治療囊性纖維化針對CFTR蛋白的藥物研發提供新方向,有望推動針對囊性纖維化、分泌性腹瀉及多囊腎病的下一代藥物開發,帶來更多治療希望。研究成果刊登在國際期刊。

研究團隊發現,豬也有CFTR,但同樣的抑制劑在豬身上的效果就不明顯。為解答這個疑惑,團隊將人與豬的CFTR蛋白結構上的片段互換,結果豬的CFTR蛋白對抑制劑的反應變得與人的CFTR幾乎一致,解釋這些微小結構差異如何影響藥物的效果。

黃自強說,能夠縮小至分子或原子的尺度,觀察細胞運作,是他從事科學工作的夢想。過去醫學研究,大多從器官或細胞層面探討疾病,但往往難以揭示病理機制和藥物作用原理,也限制新一代藥物的開發。

他表示,大部分藥物的標的物都是蛋白質,但過去難以精確了解藥物如何與蛋白結合,以及結合後如何影響其功能。透過冷凍電子顯微技術,讓科學家更輕鬆地解析蛋白質的結構,同時開啟基於這些結構的精準藥物設計新大門。