健康
2022-09-23 04:30:46
日報

中大新成像技術 推動腦部病理研究

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中大新成像技術 推動腦部病理研究
中大新成像技術 推動腦部病理研究

(左起)張金菱治療柏金遜綜合症研究中心研究員及研究報告共同第一作者鄧裕美、高浩、黎曦明及研究中心研究員及研究報告共同第一作者劉禹謙醫生。(蘇文傑攝)

腦部是人體最複雜的器官,當中有很多神經線穿插。而不少腦部神經退化性疾病如柏金遜症、認知障礙症等,暫時亦未完全理解其致病機理,也未有很有效的治療方案。中大研究團隊則研發出新的成像技術,能夠完整呈現腦部結構,有助推進大腦疾病的病理研究。研究結果已於國際科學期刊《nautre methods》發表,更成為封面故事。

張金菱治療柏金遜綜合症研究中心首席研究員及中大醫學院精神科學系助理教授黎曦明醫生,形容腦部結構就像豆腐,有很多「頭髮」(神經線)繞住,「當切開腦部組織作研究,就會連神經線都切斷,看不到組織的連結;免疫染色方法可讓腦部組織透明化,卻令神經線也變透明,因此要用抗體為神經線染色,但過往技術抗體只能夠停留於表面,像『醃豬扒』不夠深入。」

中大新成像技術 推動腦部病理研究

經過ThICK技術染色後,可以清楚看到腦部神經細胞走向。

提升抗體適應能力

為了解決有關問題,研究團隊開發了ThICK染色技術。黎曦明解釋,「大多抗體對熱力及化學物質『變性劑』十分敏感,因此在抗體免疫染色過程中須維持合適溫度及使用合適的變性劑,否則容易失去作用。而團隊研發了一項化學技術,能提升研究常用抗體的溫度和變性劑適應能力,經轉化後的抗體稱為SPEARs(熱穩定抗體)。」

看到每一個腦細胞

採用此技術之下,染色過程便能夠使用較高的溫度,由於熱力可加快抗體的作用和反應,能夠進入腦部組織深處作染色,提升成像能力,完整呈現生物分子。黎曦明續指,「利用電腦程式,可以在不同的切面看到每一個腦細胞,觀察到所有的病變,例如出現柏金遜症問題的腦神經細胞,可看到它在腦部中的走向;亦可個別觀察腦部的認知、記憶、情緒等不同區域。」
 

中大新成像技術 推動腦部病理研究

研究成果有助研發柏金遜症等的診斷和治療。

助研究診斷及治療方法

以SPEARs作ThICK染色,能夠於72小時內完成整個小鼠大腦的抗體免疫標記;應用在人腦組織的話,此方法所需的抗體數量只為其他抗體的三分一,染色滲透深度近4倍。當清楚了解腦部結構之後,將來或有助找出柏金遜症、認知障礙症等的病理機制,從而研究出更有效的診斷和治療方法。

望可應用腦以外部位

張金菱治療柏金遜綜合症研究中心副主任、中大醫學院內科及藥物治療學系及生物醫學學院助理教授高浩醫生坦言,「目前ThICK染色技術的局限暫為腦幹三分一體積,大約覆蓋大腦中與多巴胺相關的範圍,不過團隊已經想到新方法再提升技術,有望將來可覆蓋整個大腦。」

除了腦部之外,團隊認為此技術亦可應用於人體其他器官,例如了解腎臟的血管結構及腎小球組織,又或者檢視大腸癌症腫瘤增生發展等,潛力相當大。

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