因疾病或外伤而导致中枢神经严重受损，往往变成难以复原的瘫痪，比如车祸、中风。不过现在中研院与日本合作，研发出人工合成的乙酰肝素八糖体，可以修复脊髓神经元，为瘫痪患者带来一线生机。
人体神经系统分为：中枢神经（CNS，如：脊髓神经）及周围神经（PNS，如运动神经、感觉神经），后者受到损伤可慢慢修复，但前者一旦受损便相当棘手，过去研究指出，当中枢神经受到重大外力打击时，人体会分泌硫酸软骨素（Chondroitin Sulfate，CS）聚集于受伤的神经轴突（Axon），并和受体 PTPRσ 结合，经催化作用去除细胞质内 Cortactin 蛋白的磷酸根，此举会导致神经轴突末端产生球状凸起物（dystrophic endballs），遏制轴突继续生长，进而终止神经修复。
▲ 神经元结构。（Source：Quasar Jarosz at English Wikipedia [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons）
2011 年时，中研院基因体研究中心洪上程主任团队曾成功合成含有硫酸根的硫酸乙酰肝素（Heparan Sulfate，HS）八糖体，能抑制疱诊一型病毒感染宿主细胞，并且进一步发现 HS 的化学结构与 CS 相近，且 HS 的功效和硫酸根位置、数量息息相关。因此研究人员认为，中枢神经修复关键为抑制“去磷酸根作用”。
于是团队与日本合作，开始分析 HS 分子如何与受体 PTPRσ 作用，以及能否修复中枢神经元受损的轴突部位，历经多年时间开发出新的合成途径，如今成功制备出 16 种不同硫酸根的 HS 八糖体分子。
而日本名古屋大学医学院院长门松健治团队，则从老鼠身上取得“背根神经节（dorsal root ganglion，DRG）”，这是一种自脊椎延伸到肌肉的中枢神经元，接着把切断的 DRG 分别放到铺了 CS 化合物和 CS+HS 化合物的培养皿。
实验第二天，当轴突碰到培养皿内的 CS 时，CS 果然照惯例与 PTPRσ 结合，移除 Cortactin 蛋白的磷酸根便停止生长；然而，在加入具有较多硫酸根数量的 HS 八糖体培养皿中，轴突却能持续生长；而没有硫酸根或硫酸根数量少的 HS 八糖体族，一样无法让轴突继续生长。
洪上程对此指出， 当 HS 八糖体具有较多硫酸根数量时，能取代 CS 糖分子并与 PTPRσ 结合形成低聚物（Oligomer），进而抑制 Cortactin 蛋白的去磷酸根化反应，让神经元重要的轴突可以继续生长，打开修补神经元的契机。
虽然人工合成糖分子颇具难度，光是要合成不同硫酸根的 HS 化合物就需要 50 多个步骤，但想治疗瘫痪，HS 八糖体或 PTPRσ 抑制剂都是关键研发目标。团队表示，未来将会朝简化制程、提升效率方向继续努力。
这篇新论文发表在《自然─化学生物学》（Nature Chemical Biology）期刊。
（首图来源：pixabay）
