阿茲海默症是當今最具挑戰性的腦部疾病之一，它繼續影響著全世界數百萬人，導致記憶喪失、精神錯亂和持續智力下降。這種疾病特別具有破壞性的是大腦中有害蛋白質的積聚，這種蛋白質被稱為澱粉樣蛋白 (Aβ)，它們聚集在一起並損害神經細胞。儘管有一些藥物可以幫助控制某些症狀，但沒有一種藥物可以完全阻止疾病惡化。正因為如此，科學家正在尋找治療阿茲海默症的新方法，其中一種有希望的途徑涉及在植物和蘑菇中發現的天然物質。
地衣是由真菌和藻類形成的共生生物，是陸地環境殖民的先鋒物種和環境指標。它們發揮著重要的生態作用，特別是在極端高海拔地區，例如青藏高原（喜馬拉雅高原）和世界各地的其他高山地區。為了在惡劣的條件下生存，地衣進化出了強大的次級代謝途徑，產生了一系列獨特且穩定的結構化學物質。這些天然產物代表了藥物發現的龐大且未經開發的儲存庫。
香港科技大學（科大）楊美霞博士和Karl Tsim教授領導的團隊發現了一項與阿茲海默症相關的有前景的發現。他們的研究表明，旋轉酸（一種從地衣中提取的天然化合物）可以抑制大腦中有害蛋白質團塊（Aβ 聚集體）的形成，並分解現有的蛋白質團塊。這項工作發表在《國際分子科學期刊》。
透過將電腦模擬與真實的實驗室測試相結合，研究人員展示了旋轉酸的工作原理。該化合物附著在有害 Aβ 聚集體的特定部分，並防止其轉變為阿茲海默症中形成的黏性形式。旋轉酸不像某些藥物那樣使用強鍵，而是使用較軟的鍵（主要基於疏水力，疏水力是排斥水的分子區域聚集在一起的相互作用），以將蛋白質保持在無害的形式。在實驗室測試中，旋轉酸在幾個小時內開始分解這些 Aβ 聚集體，到一天結束時，大部分大聚集體都消失了。
Tsim教授解釋說：「我們的研究表明，旋轉酸透過構象選擇機制與Aβ的關鍵疏水性殘基相互作用。」這些疏水性殘基是蛋白質中排斥水的部分。構象選擇機制意味著該化合物的作用是在蛋白質變得有害之前將其鎖定為安全形式。 「這使得它能夠在早期和晚期破壞原纖維的形成。」原纖維是蛋白質聚集在一起時形成的纏結的線狀結構。使用在這些蛋白質團塊存在時發光的染料，以及強大的共焦顯微鏡（使研究人員能夠看到細胞內部精細細節的特殊工具），研究小組即時觀察了治療情況。
令人著迷的是，旋轉酸不僅能阻止 Aβ 結塊，還能分解已經形成的結塊。這是一個罕見且有用的功能，特別是因為許多阿茲海默症治療方法都難以處理這些舊形式的黏性蛋白質。由於該化合物以更溫和、更有針對性的方式結合，因此與可能黏附在體內錯誤部位的更強效藥物相比，它所產生的副作用也可能更少。
在探索其安全性和實用性的同時，研究團隊也研究了人體如何吸收和處理旋轉酸。他們發現它遵循藥物相似性的一些關鍵規則，該術語指的是化合物在人體內作為藥物的作用效果。其中一個規則是利平斯基五法則，這是藥物開發中用於預測化合物口服時是否可以被吸收的指南。雖然由於其分子結構，旋轉酸可能不容易進入大腦，但它緊緊抓住目標蛋白的能力可能有助於平衡這一點。 「Gyrophoric Acid 展示了強結合力、代謝穩定性和低細胞毒性的罕見組合，」楊博士說。代謝穩定性是指物質在體內保持活性而不被分解的時間，低細胞毒性意味著它對健康細胞無害。
從更大的角度來看，這項研究透過產生獨特且可持續的化學物質，引起了人們對在惡劣環境中生存的地衣的關注。旋轉酸是這些天然物質之一，科學家相信地衣中其他類似的化合物可能同樣有益。研究不同的地衣可能會發現更多有助於對抗阿茲海默症的天然化學物質。
研究人員將注意力轉向未來的可能性，表示需要在生命系統中進行更多測試，即所謂的「生命系統」。 活 測試，看看旋轉酸的作用如何以及它如何有效地輸送到大腦。 「地衣中發現的天然化學多樣性在很大程度上尚未開發，」楊博士說。化學多樣性是指自然界中發現的化學結構的多樣性。 “我們相信這只是一個開始。可以進一步優化Gyrophoric酸衍生物或類似結構以用於臨床應用。”
這項研究旨在對抗一種預計在未來幾十年內將變得更加普遍的疾病，強調了一種有前途的新選擇。旋轉酸不僅可以阻止大腦中有害蛋白質累積的形成，還可以清除已經存在的蛋白質。加上其安全性和未來發展的潛力，它為不斷努力尋找更好的阿茲海默症治療解決方案帶來了希望。
期刊參考文獻
Yang M.、Hu H.、Gao J.、Lai QWS、Eshboev F.、Leung KW、Dong TT、Xu Q.、Tsim KWK「鑑定旋轉酸（一種地衣衍生的植物化學物質）作為 β-澱粉樣蛋白聚集和生物化學的有效抑製劑。」國際分子科學雜誌，2025； 2017）。 DOI：https://doi.org/10.3390/ijms26178500
關於作者
詹華強教授 現任該校生命科學部主任教授、中醫藥研發中心主任。他目前的研究重點是透過分子和遺傳學技術研究中藥植物的地理真實性和中藥作用機制。他發表了 600 多篇科學論文，並擔任國際科學期刊的編輯。他亦擔任多個國內外中藥標準化組織的顧問/顧問/成員，包括世界衛生組織傳統醫學合作中心，以及香港特區政府與中藥檢測和認證相關的多個諮詢機構。他也是一位活躍的企業家，也是多家公司的創辦人董事。
楊美霞博士 是一位致力於解開自然療法秘密的科學家。身為香港科技大學的助理研究員，她運用自己在植物化學方面的專業知識探索天然醫學。她於 2021 年從伯爾尼大學和瑞士聯邦研究所 WSL (ETH) 的聯合計畫獲得博士學位後，於 2022 年加入科大。她的研究建立了一條「從地衣資源到候選藥物」的可持續管道，整合了地衣分類學、天然產物化學、合成生物學和神經學。它專注於發現新的生物活性分子，利用合成生物學確保可持續供應並闡明其多目標作用機制。
