嗅鞘細胞將成為治療腦癌新利器

研究發現,對嗅神經再生能力至關重要的一種特殊細胞可以搭配基因轉殖來治療腦癌。

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撰文|陳敦理

腦瘤是腦細胞不正常分裂增殖,一旦腫瘤長大壓迫腦部就會對人體產生嚴重影響。罹患腦瘤的原因到目前為此仍不甚清楚。腦瘤更是罹癌兒童中發生率第二高,僅次於血癌。神經膠質母細胞瘤(glioblastoma)是常見又致命的腦癌,發生率約為十萬分之三,然而確診後病患只剩一年多的壽命,即使合併化療或電療,可以存活超過五年的病患只有不到百分之五。腦癌死亡主要原因如初期症狀不明顯而延誤治療時間、腫瘤與正常腦組織邊界模糊,以手術切除時為了保護腦的重要部位,無法將有疑慮的組織徹底切除,非常容易復發。臨床上治療其他癌症的化療藥物拿來治療腦癌幾乎都失效,原因是為了維持腦部生理環境的穩定,腦細胞和微血管間有特殊的組成,使得化療藥物被阻擋在外無法進入腫瘤位置來治療。少數可用的化療藥物卻有近七成病患癌細胞會產生抗藥性。如何使藥物與治療從微血管越過腦細胞佈下的銅牆鐵壁,是腦癌治療研究的主要方向。正如臺灣中央研究院研究團隊今年也發現,注射極低劑量的血管生長因子,能夠使化療藥物順利通過微血管與腦細胞進入腦瘤部位。

美國麻省總醫院( Massachusetts General Hospital ) 研究發現利用嗅鞘細胞( olfactory ensheathing cells) 來消滅癌細胞的標靶治療新方法,且成功讓腫瘤縮小、實驗動物存活更久。鼻腔中嗅神經元的功能是捕抓氣味分子並傳送訊息到大腦。哺乳動物的嗅神經元終其一生都可以在受到損傷或是正常死亡時再生,這在神經系統相當少見,神經纖維從鼻腔延伸進入大腦嗅球 (olfactory bulb)。嗅鞘細胞是神經系統內的支持細胞, 維持神經元結構和正常功能。嗅鞘細胞不會在嗅神經軸突上形成髓鞘,而是以其突起去圍繞許多臨近的神經軸突。研究發現嗅神經纖維再生等特性,大部分要歸功於嗅鞘細胞,而移植嗅鞘細胞到脊髓損傷處有修復的效果。

研究團隊在尋找可做細胞移植治療腦癌的過程中,嗅鞘細胞天生就可以自由進入大腦又會對腫瘤所分泌發炎物質緊追不捨的特性讓他們眼睛為之一亮,發現嗅鞘細胞可能成為腦癌治療的絕佳選項,因此想盡辦法要探索嗅鞘細胞治療腦癌的潛力。他們透過基因轉殖技術讓嗅鞘細胞能製造合成蛋白 CU,CU合成蛋白的功能是讓無毒前驅藥物 5-FC 轉變成可殺死癌細胞的化療藥 5-FU。研究團隊先在細胞培養中,確認製造CU蛋白的嗅鞘細胞可以將 5-FC 轉變成 5-FU,且造成癌細胞死亡。接著他們進一步將人體腦癌細胞和小鼠嗅鞘細胞先後注入小鼠鼻腔,發現嗅鞘細胞不只會移動到腫瘤細胞的位置,還會跟著轉移到周圍腦部的腫瘤細胞一起移動。實驗中研究團隊第一週將腦癌細胞注入小鼠大腦,第二週分別將能製造CU蛋白的嗅鞘細胞和對照組注入小鼠鼻腔,第三週不做處理讓細胞生長,第四週開始每天為小鼠注射5-FC。到第七週發現注射能製造CU蛋白嗅鞘細胞的小鼠身上比起對照組腫瘤顯著較小、癌細胞轉移數量較少、癌細胞死亡數量較多。以基因轉殖的嗅鞘細胞來治療腦癌顯然相當成功。

人體神經系統的奧妙處正在於其結構功能精巧複雜,環環相扣緊密連結。而這也使得神經科學研究乃至疾病治療困難重重。腦瘤治療正因為如此,長久以來難有更有效安全的療法。移植嗅鞘細胞治療腦癌利用嗅神經元發育與自我修復再生過程的特性,成功穿越微血管進入腦細胞,為腦瘤治療研究打開一扇窗,期待不久的將來有更多突破和發現。

 

參考資料:

  1. Olfactory Ensheathing Cells: A Trojan Horse for Glioma Gene Therapy
  2. Olfactory ensheathing cells (OECs) and the treatment of CNS injury: advantages and possible caveats.
  3. 腦瘤(brain tumors)治療準則 – 臺北榮民總醫院https://wd.vghtpe.gov.tw/hemaonco/files/Guide_BrainCA.pdf

 

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