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理大研究破解中藥提取物粉防己鹼的關鍵標靶機制 開啟病毒感染及阿茲海默症治療新途徑

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理大研究破解中藥提取物粉防己鹼的關鍵標靶機制 開啟病毒感染及阿茲海默症治療新途徑
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理大研究破解中藥提取物粉防己鹼的關鍵標靶機制 開啟病毒感染及阿茲海默症治療新途徑

2025年10月08日 13:18 最後更新:13:18

過去有研究發現源自傳統中藥粉防己根部的化合物粉防己鹼(tetrandrine)能有效防止伊波拉病毒感染,但當中的確切作用機制仍未被證實。香港理工大學(理大)研究人員發現,粉防己鹼能藉由阻斷細胞訊號傳導的關鍵脂質分子鞘氨醇(sphingosine)的輸送,抑制鈣通道。研究首次揭示了粉防己鹼的關鍵作用機制,有望推動新藥研發及創新治療方案。

團隊利用了特製光親和探針等先進技術,將粉防己鹼的細胞靶點圖像化,發現它可以透過靶向 LIMP-2,改變溶酶體的鈣離子釋放。

團隊利用了特製光親和探針等先進技術,將粉防己鹼的細胞靶點圖像化,發現它可以透過靶向 LIMP-2,改變溶酶體的鈣離子釋放。

粉防己鹼以強大的抗病毒、抗炎及抗癌特性而為人所知,它亦被發現能夠抑制菸酸腺嘌呤二核苷酸磷酸(NAADP)介導的鈣離子外流,從而抵抗伊波拉病毒感染。長久以來,科學界一直認為粉防己鹼是透過直接阻斷鈣通道及鈣離子釋放來激發藥理活性;鈣是調節細胞功能與生理活動的重要因子,在抵抗感染、新陳代謝、維持大腦與神經元功能及病毒複製過程起着關鍵作用。

由理大應用生物及化學科技學系副教授柯子斌教授帶領的研究團隊,利用特製光親和探針等先進技術,將粉防己鹼的細胞靶點圖像化,發現粉防己鹼並非直接靶向鈣通道,而是與細胞代謝樞紐溶酶體 (lysosome)上的 LIMP-2 蛋白結合,進而抑制溶酶體釋放鞘氨醇。細胞鞘氨醇的含量直接控制着鈣通道的活性——也就是說,被釋放的鞘氨醇越少,能進入細胞的鈣就會越少。

基於這個重大發現,研究團隊進一步提出,粉防己鹼可以透過靶向 LIMP-2,改變溶酶體的鈣離子釋放,進而干擾某些病毒的存活及複製,包括伊波拉病毒及新型冠狀病毒等,為應對病毒感染開啟了新的可能性。此外,這項發現啟發了以溶酶體相關機制作為藥物研發的新方向,為治療常見由鈣失衡引起的問題,例如阿茲海默症、帕金森氏症等神經退化性疾病,以及部分癌症的轉移,提供了創新的治療策略。

理大應用生物及化學科技學系副教授柯子斌教授帶領的研究團隊突破性發現提取自傳統中藥的粉防己鹼的關鍵作用機制,為應對病毒感染及治療阿茲海默症、帕金森氏症等神經退化性疾病開啟了新的治療可能性。

理大應用生物及化學科技學系副教授柯子斌教授帶領的研究團隊突破性發現提取自傳統中藥的粉防己鹼的關鍵作用機制,為應對病毒感染及治療阿茲海默症、帕金森氏症等神經退化性疾病開啟了新的治療可能性。

柯教授表示:「這是首次發現 LIMP-2 具有影響鈣訊號傳導的功能,顛覆了傳統認知。從細胞生物學的角度來看,我們的研究揭示了透過 LIMP-2 和鞘氨醇介導的全新NAADP 調控鈣訊號傳導途徑;從抗病毒治療的角度來看,我們則找出了 LIMP-2 作為粉防己鹼的關鍵標靶,可抑制伊波拉病毒,或能更廣泛地應用於其他抗病毒治療。 」

此外,在研究粉防己鹼的生物機制時,團隊構建了一個結合光親和探針與多組學分析的科技平台,可廣泛用於研究天然產物的生物學特性。更重要的是,該平台可協助研究人員辨識其他天然化合物的分子標靶,尤其是源自傳統中藥的天然產物,促進嶄新分析技術與傳統中藥的融合,以及天然產物的現代化應用,提高其在治療頑疾方面的藥用潛力,推動開發創新藥物。

這項開創性研究重新定義了粉防己鹼以至其他天然化合物在現代治療策略中的應用模式,有關成果已以《粉防己鹼通過依賴 LIMP-2 和鞘氨醇介導的機制調控由 NAADP 介導的鈣訊號傳導》為題刊載於《自然通訊》(Nature Communications)。

香港理工大學 (理大) 科研團隊在智能材料領域取得革命性突破,成功研發出可在人體安全磁場下,靈活變形並調控機械特性的柔軟磁流變紡織品。該物料以電力驅動、支持編程控制,同時兼具輕量、柔韌和透氣的紡織特性,可廣泛應用於智能穿戴、柔性機械人、虛擬實境 (VR) 和元宇宙虛擬觸感體驗等領域。

這種軟磁聚合物複合纖維以電力驅動、支持編程控制,同時兼具輕量、柔韌和透氣的紡織特性。

這種軟磁聚合物複合纖維以電力驅動、支持編程控制,同時兼具輕量、柔韌和透氣的紡織特性。

傳統磁流變材料長期受制於兩大瓶頸:磁粉笨重和高強度磁場對人體健康構成潛在風險。帶領該研究的理大智能可穿戴系統研究院院長、吳文政及王月娥紡織科技教授兼時裝及紡織學院紡織科技講座教授陶肖明教授指出:「研究團隊的核心目標是打破傳統磁流變技術的應用局限,拓展至纖維形式,既具精準智能調控,又能兼容紡織材料輕柔透氣的特性。」

香港理工大學陶肖明教授(左)及蒲俊宏博士(右)帶領的研究團隊研發可在人體安全磁場下靈活變形並調控機械特性的柔軟磁流變紡織品

香港理工大學陶肖明教授(左)及蒲俊宏博士(右)帶領的研究團隊研發可在人體安全磁場下靈活變形並調控機械特性的柔軟磁流變紡織品

科研團隊創新研製的軟磁聚合物複合纖維,直徑僅 57 微米,通過在塑膠物料 (低密度聚乙烯基質) 中均勻分散磁粉,不僅實現低強度磁場下的精準控制,更解決磁粉沉重問題,又可進一步編織成紗線、多層面料,實現大面積可控變形。該突破性研究獲研資局「2024/25 年度主題研究計劃」資助 6,237 萬港元,並已於國際期刊《自然》上發表,題為「矢量刺激響應的磁流變纖維材料」。

研究團隊利用這種具備獨特方向性可控反應能力的嶄新纖維開發了多種創新物料。

研究團隊利用這種具備獨特方向性可控反應能力的嶄新纖維開發了多種創新物料。

不同於傳統僅對電壓、電流、溫度等「標量刺激」反應的智能材料,團隊研發的磁流變紡織品具備獨特的方向性可控反應能力,三大創新物料包括:

研究團隊開發的創新物料包括能通過電流控制剛度靈活抓起易碎或不規則形狀物品的柔性「靈巧抓」。

研究團隊開發的創新物料包括能通過電流控制剛度靈活抓起易碎或不規則形狀物品的柔性「靈巧抓」。

• 柔性「靈巧抓」: 通過電流控制剛度,可如人類手指般靈活抓起易碎、豆腐、藍莓、綠豆糕、薯片和螺旋面等軟質、易碎或不規則形狀物品,大輻降低操作過程中的損壞或變形風險。

研究團隊開發的創新物料包括可精準模擬不同物體的表面紋理與觸感硬度的遙距仿真手感指套。

研究團隊開發的創新物料包括可精準模擬不同物體的表面紋理與觸感硬度的遙距仿真手感指套。

• 遙距仿真手感指套: 全織物材可精準模擬不同物體的表面紋理與觸感硬度,佩戴更輕便舒適,適用於遠程手術培訓、中風康復訓練、虛擬試衣等多元場景,彌補市面同類觸覺手套普遍存在過大和過重的不足。

研究團隊開發的創新物料包括通過電控磁場驅動纖維結構變形實現透氣量智能調節的主動通風調溫織物。

研究團隊開發的創新物料包括通過電控磁場驅動纖維結構變形實現透氣量智能調節的主動通風調溫織物。

• 主動通風調溫織物: 針對紡織服裝的濕熱管理痛點,通過電控磁場驅動纖維結構變形,實現透氣量智能調節,顯著提升穿戴溫濕舒適度。

談及技術創新性,陶肖明教授解釋:「本研究的關鍵突破在於首次將傳統剛性磁性裝置轉化為柔性替代品,更可延伸至硬磁性纖維材料研發,為新一代柔性機械人、電磁裝置及可穿戴技術的研發奠定基礎。」

對於產業化前景,團隊成員、時裝及紡織學院助理教授(研究)蒲俊宏博士補充:「從原材料選擇到處理工藝,我們都考慮了產業化需求,採用已實現大規模量產的商品級原料,且處理工藝成熟,為技術快速落地食品生產、醫療康復、元宇宙交互等領域應用奠下基礎。」

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