新聞及香港科大故事

        小分子核糖核酸（microRNAs，以下簡稱miRNAs）是一種在動物和人類基因調控中發揮重要作用的小型核糖核酸(RNA)，一直令許多科學家為之著迷。在生物學和醫學中，一項非常重要的研究範疇就是miRNA如何控制和調節基因表達，因為科學界一般相信，這個課題對理解細胞突變有重大作用，對於治療癌症和其他與細胞突變有關的疾病，至為關鍵。         雖然miRNA及其在人類中的生物起源已是科學界的熱門題目，但針對其他動物中的miRNA加工複合體（一種啟動miRNA生物起源的蛋白質複合物）的研究卻相當缺乏。最近，香港科技大學（科大）的研究團隊揭示了秀麗隱桿線蟲加工複合體（cMP）的基本機制，該研究為未來線蟲中miRNA相關研究鋪平了道路，並為探索miRNA在所有生物中發揮的作用，提供更廣泛的視覺。         該研究最近在開放獲取期刊Nucleic Acids research上發表。         領導這項研究的科大生命科學部助理教授阮俊英教授說：「秀麗隱桿線蟲加工複合體（cMP）的分子機制自18年前發現以來，一直沒有詳細闡明。當然，出於充分的理由，許多人關注於人源miRNA的研究，但是對於秀麗隱桿線蟲中這種複合體卻缺乏基本信息，所以引發了我們的研究。」

        香港科技大學（科大）聯同香港大學（港大）與法國居禮研究所共同發現了人體MCM2至MCM7蛋白複合體（Minichromosome Maintenance 2-7，微小染色體維持蛋白2-7）調控DNA 複製起始（Replication Initiation）的新機制。 此發現可被應用於研發新型、高效及更具針對性的抗癌藥物。這項研究成果現已刊登在國際頂尖科學期刊《細胞》雜誌上（按此瀏覽期刊文章）。         我們的生命由單個受精卵細胞形成時開始。在母體子宮內，受精卵通過細胞分裂而發育成多細胞個體。在每次分裂中，編碼遺傳信息的基因組DNA都會被準確複製。每個細胞攜帶的DNA總長度約為兩米，其通過摺疊、整合成為23對染色體。在人的一生中（約70年），人體將合成接近一光年長度的DNA（10^16米）。在複製的過程中，首先須利用解旋酶將雙鏈DNA分解成兩條單鏈DNA，其後DNA聚合酶以此為模板，合成兩條新的互補配對的雙螺旋DNA。若調控過程中出現一絲紊亂，都可能導致嚴重後果，例如腫瘤或遺傳疾病等。          「破解DNA複製的機制是認識生命奧秘的關鍵。」領導這項研究的港大生物科學學院助理教授翟元樑博士說。「而解析複製機器蛋白質結構是了解其分子功能最核心的步驟，因為只有親眼看到，才能相信。」

中樞神經系統一旦受創，例如在脊髓損傷的意外中，傷者很可能會永久喪失感覺或活動能力，當中的關鍵原因，是軸突斷裂後無法再生。目前，醫學界為脊髓損傷患者恢復活動能力的方法非常有限。若要為他們帶來治療希望，其中一個 研究方向，便是要破解令這些受傷軸突再生的方法。 由香港科技大學(科大)生命科學部鄭氏理學副教授劉凱帶領的團隊，用老鼠進行實驗，解構了促進神經突軸再生的部分原理。他們發現，通過敲除神經元內編碼一種磷酸酶的基因PTPN2，可以促進中樞神經系統的軸突重生，另外，若再外加Ⅱ型干擾素IFNγ，更可進一步提升再生的軸突數量和生長速度。這項研究的結果，最近於科學期刊Neuron上發表。 人類的神經系統可分為兩部分：中樞神經系統和外周神經系統。與中樞神經系統的分別是，外周神經當受到損傷時，具有較強的再生和自我修復能力 。不過，科學界一直並未完全了解這個再生和修復過程與神經系統內在免疫機制以及免疫相關的細胞因子的關係，包括一些信號通路如何影響受傷的神經元，以及它們能否直接促進軸突再生。 是項研究亦探索了IFNγ-cGAS-STING信號通路有否參與外周神經的自我修復過程。團隊發現，外周神經軸突可以在損傷後，直接調節其損傷環境中的免疫反應，以促進自我修復。 在過往的研究中，劉教授的團隊已經發現，可以通過提高神經元電活動，改變神經元甘油脂代謝途徑等不同方法，從而加強軸突的再生能力。今次這項研究，為脊髓損傷這類情況的未來治療方案，找到進一步線索，比如聯合幾種不同的信號通路可以大幅提高神經再生。

由科大領導的國際研究團隊發現了一種在阿爾茲海默症發病機制中起關鍵作用的血液蛋白。

國家主席習近平昨天在一眾中央及香港特區政府官員陪同下，視察位於科學園的香港神經退行性疾病中心。中心主任兼香港科技大學(科大)晨興生命科學教授葉玉如教授向習近平主席介紹中心的科研項目及成果，包括能及早篩查並識別阿爾茲海默症患者的簡易血液檢測方法，以及相關的幹細胞研究。 香港神經退行性疾病中心由科大牽頭於2020年成立，為世界領先的科研中心，獲香港政府InnoHK創新香港研發平台提供5億港元起始資金支持，致力推動神經退化性疾病研究及科研成果轉化。葉教授昨日親自向習近平主席介紹中心與阿爾茲海默症的相關研究，習主席對有關介紹十分感興趣，詳細瞭解研究的進展、技術優勢，以及未來的臨床應用等。 葉教授對習主席視察中心感到非常榮幸，指習主席重視香港的創科發展。她說﹕「中國估計有1,000萬阿爾茨海默症患者，是全球最高，而這個數字還會隨著人口老齡化繼續增長。可以預見，這種疾病為國家社會和經濟發展帶來重大影響。習主席對我們的研究成果表示肯定，稱讚我們的研究工作有重要意義。他勉勵我們儘快將科研成果轉化成應用，加强與内地科研合作，切實為國家和香港的健康事業做出貢獻。」 葉教授續指﹕「我們中心的研究人員對於習主席到訪感到非常榮幸，也深受鼓舞。未來會牢記習主席的殷切囑托，奮力前行，加快我們的科研轉化工作，積極參與國家建設，為社會帶來裨益。」 結束視察前，習近平主席向30多名香港科研人員和青年創業者代表發表講話，勉勵科研人員、業界及青年，特別是對香港青年的關心，體現對香港創科的重視和肯定，對香港貢獻國家科技發展的期盼。  

香港神經退行性疾病中心（Hong Kong Center for Neurodegenerative Diseases，簡稱HKCeND）由香港科技大學（科大）成立，其研究團隊在阿爾茲海默症（AD）的早期診斷和治療方面取得了重大突破，有望為疾病管理帶來變革。團隊已建立了先進的生物標誌物開發平台，識別出新型的血液生物標誌物，並設計了一套創新的人工智能AD評分系統，可用於預測罹患AD的風險，早期診斷以及劃分患病的階段。團隊還成功研發新型基因治療策略，有助治療阿爾茲海默症。 HKCeND於2020年成立，獲香港特區政府的InnoHK 創新香港研發平台提供5億港元起始資金支持，致力推動神經退化性疾病研究及科研成果轉化，以發展成爲世界領先的科研中心。HKCeND的跨學科研究團隊，由來自科大、倫敦大學學院及史丹福大學醫學院的國際知名科學家組成，正合作展開一系列前沿研究，包括研發新型生物標誌物、識別治療靶點和系統因素，以及推動神經退化性疾病診療方法的發展。 AD是一種嚴重的神經退行性疾病，也是最常見的認知障礙症，至今仍未有有效的治療方法。這種不治之症正影響全球超過五千萬人口。目前，AD的診斷和治療面臨巨大挑戰。患者常在病情進入晚期、出現記憶喪失等症狀時，方獲確診。事實上，患者在病徵出現前至少10-20年已經患上了AD。因此，早期診斷至關重要。當患者出現輕度或早期認知障礙時，及早發現有助他們及時進行健康管理和干預，改善治療效果。研究發現，生物標誌物對於阿爾茲海默症早期診斷具有重要作用。

香港科技大學（科大）發現了哺乳類動物中調控音猬因子（Shh）分泌的機制，加強了解這個能影響癌症進程的重要信號因子，為研發相關癌症的治療方案提供新的思路。 音猬因子參與調節生物體生長發育中的多個關鍵環節，包括細胞增殖和分化、胚胎發育、體節形成、組織內穩態平衡及再生等。Shh信號通路相關突變及缺陷會導致癌症的發生，Shh在癌細胞的生長和遷移中也起著關鍵作用。目前所有的Shh 信號通路抑制劑都針對於 Shh 與目標細胞表面受體結合之後的下游通路中的蛋白。然而，這些抑制劑對於治療配體依賴型的癌症效果並不顯著。 新合成的Shh沿著分泌轉運途徑被傳遞至質膜釋放到細胞外基質後，被靶細胞表面受體識別，從而激活下游信號通路。由科大生命科學學部副教授郭玉松領導的研究發現，貨物受體蛋白SURF4和蛋白多糖以接力的方式調控Shh從內質網到高爾基體的運輸，為Shh的合成轉運途徑的分子機制提供新的見解，並且為設計Shh 信號通路抑制劑治療癌症提供新的方案。 可溶性貨物蛋白比如胰島素和音猬因子在核糖體合成出來後，必須通過分泌轉運途徑分泌到細胞外基質才能夠行使其生理功能。儘管這個過程非常重要，但是其分子機制大部分未為科學家所知。分析這一至關重要的細胞過程的兩個主要障礙是：使用傳統的實驗方法很難直接定量分析將貨物蛋白質包裝到運輸囊泡中的效率；這些可溶性貨物蛋白一旦被細胞合成後就被細胞分泌出去，因此在常態下很難對這些可溶性貨物蛋白的運輸做精準的細胞內部定位分析。 為了克服這些問題，團隊通過體外囊泡重組法重構了音猬因子在分泌途徑中被篩選入運輸囊泡的過程，並採用高效同步化的蛋白運輸系統（RUSH轉運法）使得音猬因子從內質網的同步化輸出受控於生物素的調控（錄像1）。通過這些獨特的方法以及其他的細胞分子生物學手段，研究闡明了Shh的胞內轉運通過以下幾個步驟調控：

由香港科技大學（科大）科學家所領導的研究團隊研發出一種新型活體成像技術，可用於觀察脊髓損傷和修復的重要生物過程，從而為加強理解脊髓損傷的病理以及開發相應的治療方案打下基礎。 脊髓作為人體大腦和周圍神經的主要信息傳輸通路，內含緊密排列的神經束和膠質細胞。脊髓損傷往往造成毀滅性及無法逆轉的神經創傷，從而可能導致終身殘疾和癱瘓，無法治癒。 通過成像來了解脊髓的功能及其對於病理性損傷以及治療方案的反應是十分重要的，然而現今並沒有有效的成像手段，可以在不引起脊髓免疫反應的情況下對脊髓進行細胞水平的生物觀察。傳統的成像手段需要將實驗對象的脊髓暴露出來以提升圖像的解像度，這往往引起脊髓組織的免疫反應，從而影響所研究疾病的自然發展過程，對研究疾病產生干擾。 如今，由科大電子及計算機工程學系教授瞿佳男和生命科學部副教授劉凱領導的研究團隊展示了一種新的活體脊髓成像方法，實現了對小鼠脊髓長期、多次、穩定、高解像度且無免疫反應干擾的光學成像。 在他們的方法中，相鄰兩節椎骨的縫隙被作為窗口進行成像，同時他們保留了背側連接相鄰兩節椎骨的黃韌帶組織而不是將脊髓完全暴露。保留這層韌帶結構使得成像手術引起免疫反應的風險大大降低，但同時也降低了成像質量：因為這層韌帶組織會帶來光學散射，並降低光學成像的穿透深度。