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前瞻技術脈動：醫療與健康（202415）

關鍵字：生物標記；機器學習；早期治療；血液蛋白；疾病風險檢測；額顳葉失智症；TAF15蛋白；低溫電子顯微鏡(cryo-EM)；肢體發育；先天性肢體疾病；WNK1蛋白；免疫細胞(T細胞)；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年6月7日
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圖、前瞻技術脈動：醫療與健康（202415）

生物標記使迅速老化的器官和疾病風險的檢測成為可能
動物研究顯示，衰老在個體間以及個體內的不同器官間存在差異，但這是否也適用於人類及其對與年齡相關的疾病的影響尚不清楚。Stanford Medicine研究人員發表於《Nature》期刊的研究成果指出，該團隊成功運用機器學習模型分析血液蛋白，估算器官的生物年齡而非其實際年齡。該團隊針對11種器官系統或組織進行分析，在包含5676名成年人的五個獨立群體中識別其蛋白質生物標記以估算器官的年齡並評估疾病風險。實驗結果顯示，器官迅速老化的個體罹患疾病、死亡及特定健康狀況（如心臟衰竭、阿茲海默症和糖尿病）風險增加。研究人員指出，在健康個體中辨識老化器官有助於早期治療，以及研發針對性藥物。
參考資料: Biomarkers enable detection of rapidly aging organs & disease risk. New Atlas, 2023/12/06.

發現與早發性失智症相關的新蛋白
在約10％的額顳葉失智症病例中，科學家尚未發現致病的異常蛋白。由Medical Research Council (MRC) Laboratory of Molecular Biology研究團隊發表於《Nature》期刊的研究成果指出，該團隊在早發性失智症（即額顳葉失智症）患者的大腦中發現一種名為TAF15的蛋白的異常聚集體。該團隊使用先進的低溫電子顯微鏡（cryo-EM）對四名患有此類型失智症的人的大腦進行了原子級解析度的蛋白聚集體研究。研究團隊發現這些腦部的蛋白聚集體具有相同的原子結構，這種蛋白並非早先被認為是致病原因的FUS，而是另一種被稱為TAF15的蛋白。研究成果有望為未來診斷和治療此類失智症指引方向。該研究是由Medical Research Council、Alzheimer's Research UK、US National Institutes of Health、Swiss National Science Foundation等機構資助。
參考資料: New protein linked to early-onset dementia identified. Science Daily, 2023/12/06.

首張人類四肢發育地圖揭示意外的發育過程，並解釋先天性疾病
由Wellcome Sanger Institute、Sun Yat-sen University和European Bioinformatics Institute研究人員組成的研究團隊發表於《Nature》期刊的研究成果指出，該團隊創建了人類發育中肢體的首張空間細胞地圖，為肢體發育提供了前所未有的深入理解。該地圖捕捉了在早期階段主導肢體迅速發育的複雜過程，揭露出人類手指和腳趾如何從較大的原始細胞芽發展成形。該地圖還確立了發育中的細胞與先天性肢體疾病的關聯性，為診斷和治療帶來了影響。該研究是國際人類細胞地圖計畫的一部分。
參考資料: First map of human limb development reveals unexpected growth processes and explains syndromes found at birth. Science Daily, 2023/12/06.

水分和鹽分的湧入推動免疫細胞在體內移動
身體透過發出化學訊號來應對疾病，這些訊號告訴免疫細胞（T細胞）應該到哪裡去對抗感染。此過程與WNK1蛋白的關聯性也已被證實，該蛋白活化細胞表面的通道，允許離子（如鈉或鉀）進入細胞。但目前為止，科學家尚不清楚為何離子流入對於T細胞移動來說是必要的。由Francis Crick Institute、Imperial College London、King's College London和University of Cambridge研究團隊發表於《Nature Communications》期刊的研究成果顯示，水和離子進入免疫細胞使其能移動到身體所需的位置。研究團隊對老鼠T細胞進行了造影觀察，發現在接收化學訊號後，WNK1蛋白在細胞的前端被活化。WNK1的活化會在細胞前沿開啟通道，讓水和離子流入。水的流入使得細胞的前端膨脹，為細胞內部的肌動蛋白骨架（actin cytoskeleton）提供生長空間。該過程推動整個細胞向前移動，且會再次重複。研究團隊進一步利用基因編輯停止老鼠生產WNK1，或使用抑制劑來阻止WNK1的活性，隨後觀察到老鼠體內的T細胞速度減慢或完全停止移動。但將細胞放入水溶液中可以補償失去WNK1的影響，使細胞加速運動。實驗結果顯示，由WNK1蛋白質控制的水的吸收對細胞的移動來說至關重要。研究團隊認為該機制可能在其他不同類型的細胞中也可觀察到，包括癌細胞。因此，WNK1抑制劑有治療癌症的潛力。(1280字)
參考資料: Influx of water and salts propel immune cells through the body. Science Daily, 2023/12/06.


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