新聞及香港科大故事
2020

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科大發現阿爾茲海默症治療新靶標
香港科技大學(科大)研究團隊利用了一個研究大腦的嶄新方法,不但有助評估潛在藥物對阿爾茲海默症(AD)患者的作用,更因而發現了治療AD的新靶標,為阿爾茲海默症的研究及藥物開發開闢新路徑。
葉玉如教授 (左二)及其研究團隊。
阿爾茲海默症的病理機制研究已開展了數十年,但至今仍未有有效的治療方法。傳統的研究方法在判斷分子靶標是否可應用於藥物開發方面存有一定的局限性。例如在分子和病理研究中,AD患者腦部會被當作一個整體進行分析,但不同類型的腦細胞以及其異變對AD的作用,卻往往因此而被忽視,尤其是一些數量較少、例如僅佔腦細胞總數5%的小膠質細胞及1%的內皮細胞等。
由科大研究與發展副校長、分子神經科學國家重點實驗室主任及生命科學部晨興教授葉玉如領導的研究團隊,近日不僅解決了這個問題,更同時在內皮細胞和小膠質細胞發現了多個潛在的新分子靶標,可用於開發治療AD的藥物。
葉教授的團隊利用先進的單細胞轉錄組分析技術,分析AD患者遺體大腦中特定細胞的功能。這項技術讓研究人員在單細胞水平上追蹤傳統工具無法觀測到的大腦分子變化。研究團隊對AD患者大腦中特定細胞的轉錄組變化作了全面分析,找到與AD相關的細胞亞型和病理途徑,並發現在大腦血管中內皮細胞亞群的作用。研究首次發現血管自然的增新程序和內皮細胞亞群中的免疫激活與AD的發病機理有關連,顯示血管失調與阿爾茲海默症之間存在聯繫。研究還發現了新型分子靶標,有助恢復AD患者的神經動態平衡。

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壯大創科人才庫
有別於科技巨企,中小型科技公司和初創企業並沒有足夠資源去聘請對創新科技抱有熱忱的實習生;另一方面,大型科技公司所提供的實習機會亦一位難求,競爭激烈。為了滿足雙方需求,科大參加了由香港政府推出的「創科實習計劃」,使逾300名科大學生成功獲得實習機會,人數是本地參與大學之冠。
「創科實習計劃」由創新科技署提供,特別為教資會資助大學的學生而設,旨在培養他們在畢業後投身科技行業的興趣,藉此增添本地的創科人才。
主修計算機工程的三年級生Monesh Govind LALWANI,便以暑期實習生的身份,受聘於本地一家研發流動教育平台的企業 — 文承智能教育有限公司。在兩個月的實習期裡,Monesh負責為公司建立網站,一手包辦設計、構建和推廣工作。他十分慶幸自己可以藉此磨練其資訊科技方面的技能,還可以學習公司的整體運作,包括其商業模式。
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揭示不同硬度基質中轉移性癌細胞的新機制
癌細胞轉移是指癌細胞從原發性腫瘤擴散到不同的身體部位,是癌症發展中最致命的階段。當癌細胞脫離原發性腫瘤並進入血液或淋巴系統時,它們就可以轉移到身體各個地方,在新的擴散組織中增生從而形成繼發性腫瘤。百分之九十的癌症死亡個案就是由癌細胞轉移導致。
癌細胞在轉移過程中會主動與周圍的微環境互動,而這種作用機制尚未被闡明,這使得轉移癌細胞如何應對繼發組織中的新環境成為癌症研究中的一個關鍵問題。最近,香港科技大學(科大)的研究人員及其國際合作者發現了一種轉移性癌細胞在不同硬度基質上的新回應和適應機制,這一研究結果將有助於開發用於轉移性癌細胞的診斷工具和癌症治療。
這項研究結果已在2020年9月18日的《物理化學快報》上發表。
在這項研究中,由科大物理系和生命科學部助理教授朴孝根帶領的研究團隊採用聚丙烯酰胺(PAA)基質模擬了從腦到骨骼的各種組織的硬度,並利用先進的螢光共振能量轉移成像技術和朴教授的研究團隊組建的磁鑷平臺對單個轉移性乳腺癌細胞(MDA-MB-231)對不同硬度的回應和適應機制進行了研究。
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應用自適應光學雙光子內窺鏡技術實現高分辬率深腦活體成像
以小型哺乳動物為模型的活體腦成像技術對於研究大腦的功能至關重要。然而大腦由數百億個神經元組成,每個神經元都與成千上萬個神經元以突觸相連。突觸是神經元之間的接觸點,具有傳遞資訊的功能。因此,為了真正理解神經元突觸的動態相互作用機理,具有高空間解析度的腦結構和功能成像技術是不可或缺的。
儘管目前已經有許多對大腦進行成像的方法,但它們都有相應的局限性。電子顯微鏡可以提供高空間解析度,但不適合活體組織的成像。常見的非入侵性技術,例如CT,MRI / fMRI,PET和超聲波,其空間解析度有限,不能對神經元乃至突觸進行成像。光學顯微鏡能提供亞細胞解析度並且對生物樣品沒有毒性,但其成像深度受到生物組織和成像系統引起的光學像差和散射的限制。因此,雙光子顯微鏡僅適用於腦皮層區域的成像,而無法對皮層下和深層的大腦結構進行成像。
鑒於生命科學研究有更高成像能力的需求,香港科技大學(HKUST)的一組科學家將目光集中在實現突觸解析度的活體大腦成像上。電子與計算機工程學系瞿佳男教授和研究與發展副校長及生命科學系晨興教授葉玉如教授合作開發了一種新的成像技術——自我調整光學雙光子內窺鏡——可以對深層大腦結構進行高解析度的活體成像。值得留意的是,這項技術可用於揭示尚未被深入研究的大腦區域的功能。