細胞定身咒！清大研發「鉚釘系統」 可擋病毒入侵人體

對抗疾病將有新方法。清華大學研究發現，透過光照，可讓在人體內快速移動的細胞運輸泡泡，有如中了《哈利波特》中的「定身咒」一樣靜止不動，清大分子醫學研究所教授林玉俊指出，這項突破能幫助科學家控制胰島素分泌、營養吸收、神經傳導，甚至病毒入侵，為多種疾病的治療帶來希望。

清大今（12/31）發布新聞稿指出，人體細胞運作如同一座城市，必須透過運輸系統將各種物質送到正確位置，運輸速度飛快，林玉俊領導的研究團隊近日研發出一套「鉚釘系統」（RIVET），能透過光照，在幾秒鐘內讓細胞內特定的運輸泡泡如同被「點穴」一樣瞬間暫停不動。

清大指出，研究團隊透過動物實驗發現，不停蠕動的線蟲在被特定波長的藍光照射後，因細胞內負責傳遞神經訊息的突觸泡泡被暫停，關閉光源後，線蟲又恢復蠕動，顯示這項技術可以精準且可逆地控制神經系統的運作。


林玉俊指出，這項突破不僅能幫助科學家更深入了解生命的運作機制，也可以控制胰島素的分泌、營養吸收、神經傳導、甚至病毒入侵，為多種疾病的治療帶來新希望，登上了頂尖期刊《先進科學》（Advanced Science）。

林玉俊表示，細胞在人體內運輸營養、荷爾蒙等物質，必須透過一個個小泡泡的細胞胞囊包覆起來，然後讓運動蛋白帶著這些泡泡沿著細胞「微管」這條天然的高速公路，運送到正確的目的地；而運送的速度驚人，若將運輸泡泡放大成一輛車，行駛速度可達時速700公里，「鉚釘系統」則如同煞車，可在15秒內讓運輸泡泡停下。

林玉俊指出，過去要讓細胞運輸停下來觀察，必須抽離或是抑制運輸泡泡的相關分子，需要3天的時間，但「鉚釘系統」解決這個問題，它以基改方式在特定的運輸泡泡及微管上產生不同的「生物膠水」，在特定波長的藍光照射下，泡泡與軌道就會像AB膠一樣黏合起來，暫停不動。「打光照誰，誰就停，關掉藍光又動起來，就像有開關一樣靈活。」

「如果我們能隨意控制細胞，就不再有疾病，也不用吃藥。」這是林玉俊身為生醫科學家的大願。事實上，他領導的團隊在研發出鉚釘系統後，也應用在不少研究上。如新冠肺炎病毒就是靠ACE2泡泡進入人體內，林玉俊研究團隊已成功利用鉚釘系統關閉ACE2泡泡的運輸，來阻擋病毒入侵。


不過這項技術的發現其實是一場意外。林玉俊指導分醫所碩士生陳筱奇做研究時，發現原本設計的對照組出現了不符合預期的現象，但研究團隊轉個念頭，反而將意外發揚光大。

除了控制線蟲的細胞運輸，鉚釘系統也可以用來控制果蠅、老鼠等實驗動物。林玉俊團隊更發現，老化也與細胞內運輸功能習習相關，如果能控制細胞運輸，將為老化相關疾病、病毒感染、神經疾病的治療帶來新的研究方向。