號外:醫生現在能使用光線來對抗癌症!

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醫生已經發現一種令人興奮新的非侵入性光治療法(non-invasive light therapy),可以幫助身體的自我細胞對抗癌症。支持我們自己的身體來對抗疾病,也叫做免疫療法,是癌症研究最受歡迎和成長中的領域之一。人們厭倦化療以及想要避免危險的手術,如果這些有助於癌症治療,讓我們正視它。現在,有了這類新的治療法(免疫治療)以及這項新的光技術,我們能夠增強身體而不傷害身體。

德州農工健康科學中心、生物科學與技術研究所、癌症轉移研究中心的助理教授Yubin Zhou博士,正在積極地研究光線如何被用來控制我們的免疫系統,以及如何使用它來對抗癌症。

Zhou說:"雖然神經科學家已經有好幾年一直在使用光來刺激神經,這是第1次這個叫做光遺傳學的技術,被用在免疫系統。"

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光遺傳學(來自於希臘文optikós,意思是"被看見的、可看見的"),是一項生物科技,涉及利用光來控制活體細胞,通常是神經元。神經元已經被基因改造成表現出對光敏感的離子通道。-Wikipedia

通常在神經科學,科學家會設計細胞來產生對光敏感的微生物。當曝露在不同頻率的光之下,這些微生物會製造蛋白質。這些蛋白質能夠告訴我們的神經,傳送或停止傳送神經脈衝。

Zhou說:"神經科學家使用這項技術,已經學習到很多有關於腦迴路(brain circuits)的知識。現在,在許多其他領域的研究人員正在嘗試使用這項技術。"

光遺傳學和免疫系統

Zhou和他的研究小組已經發現一個方法來修改這項技術,以便於幫助免疫系統。研究工作是不容易的:不像神經細胞,你的免疫系統細胞不使用已知的電子脈衝來傳遞訊息。另一個挑戰是我們的免疫系統細胞在身體深處並且經常到處走動,讓它很難碰到適量的光。

他們必須使用另類思考和團隊合作來解決問題

Zhou說:"我們和麻州大學醫學院的Gang Han博士合作,他從事生物奈米科技和光醫學的發展。在一起合作,我們能夠結合最先進的光遺傳學方法以及尖端奈米科技。"

新的奈米科技被稱為光遺傳學免疫調節(optogenetic immunomodulation),最近被發表於eLife期刊的一篇論文。

Zhou說:"這項研究工作由實驗室有潛力的科學家操作:研究生Lian He和Peng Tan,以及博士後研究員Guolin Ma博士。他們毫無畏懼地執行這個令人怯步的計畫,並且克服所有的挑戰障礙,來讓這項技術變為實際。"

醫生能用光線來指引免疫系統細胞

有這項新技術,研究人員能夠控免疫系統細胞並且’下令’它們殺死癌症腫瘤細胞。使用能夠穿透幾公分進入身體的近紅外線雷射光束,科學家能夠使用奈米粒子來變藍,並且指引經過設計的免疫細胞,來對抗特定的癌細胞。

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如同想像一個將軍和他的軍隊正要進入戰場,一旦他們從中央司令部接到光訊號,他們聯手合作消滅癌細胞。

Zhou說:"我們能夠無線遙控埋藏在組織深處的免疫細胞行為。"

研究人員發現一個方法來修改免疫細胞,以便於它們的鈣匝控(gate-controlling)蛋白質會對光敏感。當它們被奈米微粒輻射曝曬成藍光,它們’打開離子匝道’。一旦光被關掉,匝道就關閉。研究人員能夠藉由增加光流,來增加鈣流進入細胞。

他們持續努力在微調依賴於鈣的免疫細胞行為,以便於更能夠把腫瘤細胞和入侵的病原體當作目標, 否則我們的身體會不去注意,或者被集中於對抗。

在動物腫瘤測試進行時,他們能夠增強動物的免疫系統反應,來支援身體撲殺癌細胞的能力。

Zhou說:"這項技術縮小了腫瘤大小以及轉移,因此有很多的應用。"

這個方法最大的好處之一,是它只激發一特定種類的免疫系統細胞,T細胞,而且只有在光線在身體照得到的地方。當你做化療時,免疫系統反應是全身的,是一個痛苦的療程。有了這項非侵入式光可調技術,他們能夠集中免疫反應在注意的地方和周圍處。

Zhou說:"其他的科學家可能會使用這項技術來幫助他們研究免疫細胞、心臟細胞,以及其他種類細胞使用鈣來執行它們的任務。這真是一項非常好的技術。有了這些工具,我們現在不只能夠回答過去所不能回答的基礎問題, 還能把它轉移到臨床的疾病介入(治療)。

Zhou的實驗室已經在使用這項技術,來觀察特定癌症藥物甚至在人身上的成效。

Zhou說:"如果成功的話,所有這些努力,藉由個人化的治療,在所需要的地方和時候,會明顯地改善目前的癌症免疫治療,同時降低副作用。"

這項新的光治療和基因改造免疫細胞,你看到什麼樣可能的問題嗎?在以下的評論(網站),讓我們知道你的想法。

評論來源(網站):

Texas A&M University. “Harnessing the power of light to fight cancer.” ScienceDaily. ScienceDaily, 21 January 2016.

wikipedia.org

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