■張明傑往核磁共振內加入蛋白。 香港文匯報記者柴婧 攝攻克困擾科學界廿載難題 可助開發新藥及療法
精神病患對人類及社會帶來困擾，以精神分裂症為例，香港約4萬人受影響，但因發病原因複雜多樣、藥物研發成本高而商業價值不足，令有效的精神病藥物嚴重匱乏。科技大學生命科學部嘉里理學教授張明傑從基礎研究入手，耗費8年揭示出導致精神分裂、自閉症、抑鬱症的機理，他與團隊發現與精神病成因密切相關的人類蛋白DISC1與蛋白Ndel1互動的機制，攻克了這個困擾科學界近20年的難題，為開發治療精神病的新藥物及療法提供有力依據。 ■香港文匯報記者 柴婧
科學界早在2001年已發現DISC1基因突變與精神病成因有關，該蛋白控制包括腦部神經元生長等細胞活動，但基因突變如何引致精神疾病的病理仍然不為人知。
張明傑指，DISC1基因突變所產生的疾病與腦細胞的分化有關，而蛋白Ndel1的突變引起的小腦症，則是在發育過程中腦細胞變少，從遺傳學看，這兩個蛋白在相關功能上有重疊，從而啟發團隊聚焦Ndel1展開探索。
團隊發現，DISC1與Ndel1的分子結構相互作用，「這是個很有力的發現，因為通過分子結合的細節，可解答為什麼突變產生後這兩個蛋白相互作用會發生變化。」而進一步研究更顯示，當DISC1編碼基因出現變異，就會打斷DISC1/Ndel1蛋白複合物的形成，從而使腦部神經元生長變慢，最終導致精神病。
是次研究的其中一大突破，是透過基因工程技術，分別成功模擬健康人體和具有DISC1突變病人的前腦器官，再進行試驗證明蛋白變化與神經細胞的再生情況。
張明傑說，當中涉及賓夕法尼亞大學的頂尖幹細胞專家夥伴，先以健康及DISC1突變者的皮膚細胞轉化成誘導幹細胞，再透過3D細胞培養模型基礎，分別定向製造出兩者的擬前腦器官，「當中DISC1突變的擬前腦，具有明顯的神經再生缺陷，亦證明我們發現了DISC1相關的精神病發病新機制。」
研究有助研發新藥
張明傑指，研究可增強了解DISC1蛋白在大腦中的作用，以及突變後影響大腦發育、導致精神疾病的機制，幫助研發新藥，並提出修復缺陷的建議，更為研究人員研究類似基因突變影響大腦發育的問題提供嶄新方法。而相關成果近日亦於權威神經科學期刊《神經元》發表。
張明傑憶述，是項研究剛開始的兩三年，團隊嘗試使用傳統科學方法開展，卻以失敗告終，後來終於結合幹細胞3D培養技術作出突破。
他笑言：「做基礎研究，失敗是常有的事，但覺得最黑暗的時候，往往會變亮。」
冀增設備吸科研人才
他又直言，基礎研究的發現可能與臨床應用相距甚遠，但有關成果卻對相關領域發展至關重要，認為現時香港社會對基礎研究仍欠重視，希望應增強有關人才培養和設備投入，繼續吸引頂尖科研人員，令香港未來更具競爭力。
張明傑團隊在大腦發育相關領域研究二十多年，涉及有關不同蛋白及基因的基礎項目，成果顯著。
他亦於上星期獲頒今屆「裘槎優秀研究者獎」，將利用有關獎金研究腦神經元網絡中的基本單位-神經突觸的形成機制，或為精神障礙藥物研發鋪路。
此外，西蒙斯基金會駐紐約基金會近日也向其提供超過560萬港元經費，探討與自閉症關係密切的基因與蛋白質之間的互動作用。