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韓國積極投入腦部圖像強化光遺傳學技術

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科技產業資訊室 (iKnow) - Hana 發佈於 2016年6月21日
圖一:老鼠正在進行光遺傳學研究       資料來源:首爾新聞
 
光遺傳學是把光學跟基因學結合而成的新技術,能夠透過對光敏性蛋白質去控制細胞,因此為神經生物學帶來劃時代的進步。
 
而真正讓光遺傳學聲名大噪的原因與「100歲時代」有關。當人類壽命越來越長時,腦部與神經性疾病的罹患率也將不斷上升,造成人類過去累積的經驗和智慧因疾病而無法貢獻於社會,甚至還要再另外花費人力、財力去治療、照顧病患,這對於經濟跟社會都是很大的損失。因此找出腦部疾病的治療方法就成了各國的努力目標,也讓全球掀起一股腦科學研發風潮。
 
由於現階段人類對於腦部的認知尚不明確,技術也未臻成熟,因此腦部疾病的治療方式主要是藉由開腦手術,對腦部進行電擊或是切除等侵入式治療。即使手術成功,也會因腦部受損而無法回復百分百的原有機能。但自從2005年美國史丹佛大學的光遺傳技術出現後,腦部疾病的治療技術出現大躍進。此技術是將抽取自綠藻類的光敏感離子通道(Channelrhodopsins)蛋白質植入神經細胞後再利用光照以活化神經元(Neuron)。最早的實驗對象是果蠅,在確認光遺傳技術之可行性後,實驗對象則改為秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis Elegans),因其壽命短且構造單純、基因又跟哺乳類動物相仿,用來作為人體實驗的前期實驗對象再合適不過。
 
近年來各國政府積極投入的腦科學研究,若可以跟光遺傳學結合,對於腦部醫療技術將有相當大的幫助。以韓國有意研究的腦部圖像為例,若能再輔以光遺傳學技術去控制神經元,便能更精準地探討腦部的情緒迴路運作模式。因此研究學者表示,光遺傳學技術成熟後可用於探尋阿茲海默症、帕金森氏症等退化性腦部疾病,以及憂鬱症、失眠症、強迫症、災後創傷症候群、厭食症等情緒障礙,或者是癲癇和失憶等腦部病變的原因再給予適當的治療。除此之外也能應用在癌細胞的信號傳導的研究。總而言之,光遺傳學是醫療技術能否有重大突破的關鍵要素。
 
韓國科學技術研究院表示,光遺傳學是近年來相當受到市場關注的腦科學技術,但仍有兩大瓶頸有待突破一是如何把對光反應的蛋白質或基因植入想要的神經細胞,二是如何有效利用光照去刺激位於頭蓋骨內深層的神經細胞的方法。而韓國政府打算研發的腦部圖像有可能是突破瓶頸的轉捩點之一。再加上腦部圖像還可跟光遺傳學衍生出各種新興治療方法,也難怪韓國政府要砸下3千4百億韓圜去打造腦部圖像,想必就是要利用腦部圖像搶先取得光遺傳學領域的龍頭寶座。(800字;圖1)

參考資料:
  1. 뇌에 빛 쬐여… 치매·우울증 치료한다?. 首爾新聞, 2016/05/30. at http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160531025014

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