海馬迴也處理抽象空間的記憶 —— 人與人之間的距離

這篇是 2015 的研究，前兩天在整理 feedley feed 的時候看到這個存了三年還沒打開來看。

這篇研究是用大腦神經影像來觀察大腦在我們參與社交活動時的活動情形，目前知道海馬迴(hippocampus)的主要功能是在於學習和記憶，也包括了空間上和時間上的記憶。作者們認為大腦對於空間上的記憶不只在於真實的距離，也包括了抽象的距離，也就是人與人之間的距離。以自我為中心點，和其他人的距離可以分為點頭之交或莫逆之交，還有上司或下屬間的距離之類的，而權力(power)和夥伴關係(affiliation)這兩點則會影響我們如何衡量和對方之間的距離。作者用座標軸解釋，在你認識一個人之後，如果權力是 Y 軸，夥伴關係是 X 軸，你會把對方放在哪個位置？海馬迴會記憶這個位置，然後當你下次遇見對方時，就會依這個記憶去判對要怎麼應對。

作者們研發了一個 RPG (role playing game) 讓參與者玩，然後在他們玩的時候用 fMRI 觀察大腦的活動。在遊戲裡參與者是主角，會和遊戲裡另外六位角色互動，也會在遊戲中做出許多選擇，作者們經由他們的選擇觀察參加者的社會觀，尤其是在權力和夥伴關係面，和其他 RPG 不同的是這個遊戲比較接近真實生活中的社交活動。在遊戲裡主角剛搬到一個新城市，他需要在新城市裡找到新工作和住的地方，要達到這個目標，他需要先認識城市裡的人。和其他的 RPG 遊戲一樣，參與者會透過對話泡泡和遊戲裡的其他角色對話，角色有認識很久的高中同學，或是某間公司的老闆。

在遊戲中，對方(其他角色)會說一件事，然後遊戲會給參與者(也就是主角)兩個選項去回應對方。例如對方說：我需要你加班，因為這件事需要在兩天內完成。而主角的選項有：
1. 我會依你的吩咐完成
2. 我會盡力完成，但可以有加班費嗎？

主角的選擇會顯示出兩人之間的距離，例如權力的高低，或是是否為夥伴關係，而依主角的選擇對方會有不同的回應，因此兩人間的距離可能會因此慢慢改變。遊戲一開始每個角色和主角之間的距離是 y (power) = 0，但是 x (affiliation) 很大，隨者主角和其他角色的互動，對方的位置會慢慢改變，在遊戲結束時，每個角色座落的位置會不一樣，代表著主角怎麼應對和衡量彼此之間的距離。

結果顯示當參與者和其他遊戲角色有互動，並且關係產生改變(也就是其他角色在座標上的位置移動)的時候，左邊的海馬迴便會開始活躍，而且如果主角認為自己的權力比較高的時候，海馬迴活動的訊號也比較高，表示海馬迴的活躍度是和彼此之前的權力和夥伴關係有關。另外，腦部的 PCC (posterior cingulate cortex) /precuneus 也和社交有關，之前有研究顯示 PCC 和杏仁核(amygdala)處理我們第一次見到一個人時接收到的訊息，使我們可以以這些資訊對對方產生某種第一印象。這篇研究顯示 PCC 也用在衡量我們和對方彼此間的距離。之後，他們想知道海馬迴的活躍度和社交能力是否有關，他們讓參與者在 fMRI 遊戲之後填寫問卷，調查他們本身對社交活動的感受為何，是否會緊張焦慮和個人特質等等，結果顯示海馬迴的活耀度和社交技巧及個人特質有關，海馬迴越活躍的人對社交活動感到自在，並不會焦慮或迴避。



References:

RM Tavares et al, A Map for Social Navigation in the Human Brain. Neuron (2015)

Schiller et al, A neural mechanism of first impressions. Nature Neuroscience (2009)

睡眠品質不佳對腦部的傷害

睡眠不足和阿茲海默症的關係之前有研究討論過，去年有研究顯示光是一個晚上無眠，阿茲海默症的致病蛋白 β-amyloid (Aβ) 量就升高了。有臨床研究顯示，CSF 裡的 Aβ 在睡前是最高的，醒後是最低的，而睡覺時間是大腦大掃除的時間，如果沒睡覺，Aβ 就有可能因為沒辦法被清除而堆積在腦部。

舊文：睡覺有多重要？幫你洗腦！

NIAAA 的計畫主持人 Dr. Ehsan Shokri-Kojori 和 Dr. Nora Volkow 用 PET (positron emission tomography) 去掃年齡 22 到 72 歲間，二十位的健康試驗者在飽睡一晚和睡眠不足(約 31 小時沒睡)後的腦部，結果發現在 31 個小時沒睡後，海馬迴(hippocampus)和丘腦(thalamus)中致病蛋白的 Aβ 表現量增加惹 5%，不過他們沒有檢視如果 31 小時沒睡，之後補眠的話，Aβ 的表現量有沒有降回去。

繼那篇研究之後，這個月也有個研究是關於睡眠和阿茲海默症之間的關係的。人的睡眠分為幾的階段，睡著後的那一個小時是非快速動眼期(non-REM sleep, NREM)，可分為四個階段。第一個階段的特徵是 EEG 顯示出來的波頻下降到 4-8Hz，第二階段是 sleep spindle (又稱 sharp wave ripple, SPW-R)，頻率在 10-12Hz 之間震動。之後是第三和第四個階段的 slow waves sleep (SWS, 又稱 delta waves)，波頻在 0.5-4Hz 之間，SWS 之後則是快速動眼期(REM, rapid eye movement)。SWS 是睡眠中最深沉的一段，也是記憶力成型(memory consolidation)的時間，白天經歷過的事情會在腦部再重演一次，形成記憶。


Figure / Purves et al, Neuroscience 5th ed.

舊文：在睡夢中製造新記憶

這篇由聖路易華盛頓大學醫學院(Washington Univ School of Medicine in St. Louis)發表的研究顯示，較少有深層睡眠的老人腦中的 tau 表現量比較高。Aβ 和 tau 目前被認為是阿茲海默症的主要致病蛋白，因為患者腦中皆被發現有大量的 Aβ 和 tau 堆積。他們找了一百多位六十歲以上的參與者，監控他們一週在家的睡眠情況，參與者把攜帶型的 EEG 儀器戴在腦上，同時也戴了手錶型的偵測器，分別偵測睡眠時的腦波和身體移動情形。除此之外，參與者也會記錄自己每晚的睡眠時間和白天小睡的時間。研究者測量了參與者腦部和 CSF (cerebrospinal fluid) 裡的 Aβ 和 tau 含量。另外，其中有 38 位參與者也有做腦部 PET 檢視腦中這兩個蛋白的堆積情形。

他們分析了波頻和 tau 堆積之間的關聯，包括了整晚 1-4.5Hz NREM SWA (slow wave activity)，還有不同的波頻：1-2Hz, 2-3Hz 和 3-4Hz。結果發現 1-2Hz 這個頻率的活動和 tau 堆積的關係最為明顯。1-2Hz NREM SWA 較低的參與者，其腦前額的 Aβ 和 tau 堆積都比較高，CSF 裡的 tau/Aβ 和 p-tau/Aβ 的比例也都比較高。

除此之外，他們也比較了睡眠狀況和 Aβ, tau 堆積的關聯，發現 PET 掃描顯示有 Aβ 堆積的人，他們進入熟睡後到 REM 之間的時間比較短，也就是說深眠的時間較短。有趣的是睡比較多的人和白天有小睡的人，他們的 tau 堆積情況比較嚴重。作者們認為，重點不是睡眠的長短，而是睡眠的品質，因為腦部 tau 表現量較高的參與者反而 白天和晚上都睡的比較多，但是睡眠品質都不好。

不過，這兩個研究也只是顯示睡眠不足或睡眠品質不好和 Aβ, tau 堆積有關聯，睡不好的人腦中的 Aβ 和 tau 堆積比較高，但不管是因為睡眠不足導致 Aβ 堆積，還是因為 tau 堆積造成睡眠品質下降，都不代表睡眠品質不好就會失智。



Articles:

NIH / Lack of sleep may be linked to risk factor for Alzheimer’s disease (April 2018)

NIH / Sleep deprivation increases Alzheimer’s protein (April 2018)

ScienceNews / The brain may clean out Alzheimer’s plaques during sleep (July 2018)

WU St Louis / Decreased deep sleep linked to early signs of Alzheimer’s disease


Papers:

E Shokri-Kojori et al, β-Amyloid accumulation in the human brain after one night of sleep deprivation. PNAS (2018)

BP Lucey et al, Reduced non–rapid eye movement sleep is associated with tau pathology in early Alzheimer’s disease. Science Translational Medicine (2019)

腸道菌洩露的你的年紀

腸道菌(gut microbiome)近來也算是個熱門的話題，不少人研究，而且它也好像和很多疾病有關，例如憂鬱症，也好像可以用來治療疾病。不過，目前為止我們對它的了解還很少，我們到底要有哪些菌才是正常的呢？為什麼了解它這麼難？

最近這篇研究顯示，腸道菌會隨著年齡變化，因此可以透過它得知一個人的年齡。美國馬里蘭州的一家 AI 新創公司 InSilico Medicine 分析了從 ENA 和 SRA 資料庫裡的資料，從中挑出 1165 位健康人類、共 3600 個的腸道菌檢體，其中三分之一的年齡層為 20-39 歲，三分之一為 40-59 歲，最後三分之一為 60-90 歲，大多為歐洲人。

他們首先利用 machine learning 去訓練程式學習，讓它從 90% 收集來的檢體中去分析 95 種腸道菌，哪些菌是從哪個年齡層來的，然後再用從那 90% 檢體中得來的資訊去預測剩下未分析的 10% 檢體是哪個年齡的，看準確度有多少。結果顯示城市預測的準確度在 3.94 年以內，他們用來分析的那 95 種菌中，只有 39 種可以用來預測年齡。

作者們發現，有的菌種會隨著年紀越年長越多，例如 Eubacterium hallii, Lactococcus lactis, P. aeruginosa；有的菌則會隨的年齡遞減，例如 Bacteroides vulgatus，一種被認為會導致潰瘍性結腸炎的細菌，另外 C. jejuni 也是。

這個研究很有趣，不過我覺得樣本數不夠多，而且怎樣才算健康的腸道菌？地區性又是怎樣？歐美人的三十幾歲時的腸道菌落和亞洲人的三十幾歲比較又是如何？另外，飲食習慣也可能改變腸道內的菌種，例如抗生素的使用，或是飲酒習慣等等，有喝酒的健康人和沒喝酒的健康人，他們的腸道菌落一樣嗎？

另外，這篇文章中提到 American Gut Project，立刻孤狗惹一下是什麼，原來是 UCSD 醫學院的幾個教授合作的公民科學(citizen science)計畫，每個人都可以參與，基本上就是線上申請說要加入，費用 $99 鎂，他會寄給你一個 kit 讓你採集你的糞便和口腔細胞，填寫問卷(飲食習慣、生活習慣和並使等等)後寄回去，他們就會分析你的腸道菌有哪些，而且會把結果給你，包括 raw data。這個計畫在 2012 年開始，2017 年年底的時候已有超過一萬多人參與，他的姐妹計畫是歐洲的 British Gut，總共募到兩千五百萬鎂以上。

American Gut Project 的資料經過分析後顯示了幾個有趣的點，每週吃的蔬菜種類越多的人，腸道菌的種類越多樣化。另外，患有精神疾病的人，不論國家、年齡或是性別等等，他們的腸道菌落種類都很相似，有幾種菌只出現在憂鬱症患者身上。

題外話，幾年前看過一篇研究是講說胖的人和瘦的人的腸道菌落不太一樣，他們把瘦老鼠的腸道菌移植到胖老鼠體內後，胖老鼠就瘦惹 5%，而胖老鼠在做過縮胃手術後，牠的腸道菌落種類就變得和瘦老鼠相似惹，覺得這超有趣的，哪天有時間再把這篇研究找出來，順便看看是否有新進展好了。



Articles:

Science / The bacteria in your gut may reveal your true age (Jan 2019)

UCSD/ Big Data from World’s Largest Citizen Science Microbiome Project Serves Food for Thought (May 2018)


Papers:

F Galkin et al, Human microbiome aging clocks based on deep learning and tandem of permutation feature importance and accumulated local effects. bioRxiv (2018)

D McDonald et al, American Gut: an Open Platform for Citizen Science Microbiome Research. mSystems (2018)

你聽過自體糞便移植嗎？

大家都聽過「自體 xx 移植」吧，像是自體脂肪移植、自體皮膚移植等等，但是有聽過自體糞便移植嘛？XD

通常癌症病人在做骨髓幹細胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation, allo-HSCT)手術後，醫生會用大量的抗生素去預防細菌感染，但是抗生素不只會殺死不好的細菌，也會殺死對身體有益的腸道菌，大量失去這些對身體有益的細菌也會可能會造成其他的感染，有什麼辦法可以在抗生素治療後把失去的腸道菌給救回來呢？這個研究用的是自己的便便，在做骨髓移植前就先把病患的便便冷凍起來，然後抗生素治療後再移植回病患的體內。

這篇研究的作者們首先分析了七百多位病患在骨髓幹細胞移植手術前和手術後的腸道菌，發現腸道菌的多樣性在手術和抗生素治療後大為下降，以指數來看的話大概只有原本的三成，然後這個情況大概持續三週後，腸道菌才開始慢慢恢復，但不見得會恢復到原本的狀態。

在自體糞便移植的臨床試驗上，他們分析了病患在骨髓移植手術後一到五週後的糞便(大多是術後十三天左右)，如果健康腸道菌很少的就進入臨床試驗，他們挑了 25 位符合這個條件的病患，然後隨機把他們分成兩組，一組(11 位)在手術後接受正常的術後照顧，另一組(14 位)則接受自體糞便移植(autologous fecal microbiota transplantation, auto-FMT)，移植的糞便就是病患手術前已先冷凍起來的糞便。結果顯示接受糞便移植的病患，他們的腸道有益菌在幾天內就回到和 Allo-HSCT 前相同的多樣性和菌落生態，例如術前原本就有的有益菌 Lachnospiraceae, Ruminococcaceae 和 Bacteroidetes 都回來惹，因此有助於病患的腸道系統和免疫系統的恢復。接受正常術後照顧的病患，則是花了好幾個禮拜才從抗生素治療中恢復，有的人甚至術後三個月了腸道菌的多樣性還是很低。

臨床實驗編號(ClinicalTrials.gov identifier)：NCT02269150

Ok, 我知道大家都很好奇到底糞便移植是怎麼做的(有嗎？)，我把移植的方法 copy 在這邊："Auto-FMT consisted of a single procedure and was performed by rectal administration of the thawed fecal product through a retention enema."

你懂的(比手槍手勢，指~)，我就不翻譯惹，大家可以用 enema administration 這個詞去 YouTube 找影片來看。😂

ps. 而且你會順便找到有人分享做 probiotic retention enema 的心得唷。😆



Article:

NIH / Fecal microbiota transplantation helps restore beneficial bacteria in cancer patients


Publication:

Y Taur et al, Reconstitution of the gut microbiota of antibiotic-treated patients by autologous fecal microbiota transplant. Science Translational Medicine (2018)

罕見疾病 黑尿症(alkaptonuria)

第一次聽到這個疾病，是因為無法代謝氨基酸所造成的。黑尿症(alkaptonuria, AKU)，顧名思義就是尿液是黑色的，這個疾病是遺傳性隱性疾病(autosomal recessive)，國中生物學過的孟德爾學說裡說的，要兩個基因都帶有突變才會顯現出來，因此需要父母雙方都帶有突變基因，並且各傳一個給小孩。

黑尿症是在 1902 時被 Archibald Garrod 所發現的，是因為負責代謝 homogentisic acid (homogentisate, HGA) 的酵素 homogentisate 1,2-dioxygenase (HGD) 突變所造成的。氨基酸中的 phenylalanine (Phe, F) 和 tyrosine (Tyr, Y) 在代謝的過程中會轉換成 HGA，HGD 接著把 HGA 轉換成 maleylacetoacetic acid，再經過幾個過程後，最後會變成水和二氧化碳。HGA 也被稱為 melanic acid (黑色素酸，這應該比較常看到)，HGD 通常表現在肝臟和腎臟中，如果 HGA 無法被代謝分解掉，就會堆積在體內，隨著血液流動，然後堆積在關節和一些組織，尤其是結締組織(connective tissue)，例如軟骨(cartilage)。AKU 患者的尿液在接觸空氣後會變成黑色，除此之外並沒有其他明顯著症狀，通常不會立刻被察覺。結締組織會隨著時間慢慢變成黑色，直到成年時才會顯現出來，也會出現慢性關節炎(arthritis)等症狀，大約有一半的患者在五、六十歲時就需要做換關節的手術。


Figure / iGenetics: A Molecular Approach (by PJ Russell, 3rd ed.)

PubChem: Homogentisic Acid (HGA)

這篇文章裡在英國的父親，在發現他兩週大嬰兒的尿尿是深紅色的時候，帶去給醫生看，醫生說那不是血尿，可能是因為媽媽吃了紅色甘藍菜，然後嬰兒又喝母奶，所以尿才變紅色的。父親回家後越想越不對，於是跑去詢問倫敦某醫院的專科醫生，結果檢驗結果顯示他的小孩是因為帶有某個罕見的基因突變，於是造成 AKU。醫生叫他不要上網孤狗 AKU 是什麼，因為很可怕，但他當然還是查惹。

National Organization for Rare Disorders (NORD) - Alkaptonuria

父親查了以後發現真的很可怕，於是到處尋找治療的方法，但是因為是罕見疾病，所以研究它的人也不多，也沒有藥廠想研發治療此病的藥物。經過幾番輾轉，父親得知美國某些醫生計畫進行一個藥物的臨床試驗。這個藥物是 nitisinone，是在 1980s 年代被研發出來的，原本的目的是用來除雜草的除草劑，但後來發現對魚類和老鼠有毒，只好停止。擁有 nitisinone 的公司 Zeneca Agrochemicals 於是詢問一些專家此藥是如何作用的，科學家們發現 nitisinone 是透過抑制一個叫 HPPD (4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase)的酵素來殺死植物的，HPPD 負責把 4-hydroxyphenylpyruvate (HPP) 轉化成 HGA，使植物無法生產葉綠素(chlorophyll)。科學家們發現了這個機制後，就打電話給 HPPD 的專家兼臨床醫師 Sven Lindstedt，沒想到 Lindstedt 說他想用 nitisinone 來治療患有第一型酪胺酸血症(type-1 hereditary tyrosinaemia, HT1)的小孩。雖然 nitisinone 帶有毒性，但跟酪胺酸血症所帶來的影響相比，還是值得一試的。Lindstedt 在 1992 年的時候把結果發表在 Lancet，結果顯示 nitisinone 的治療效果比預期的好很多。之後，瑞典公司 Swedish Orphan Biovitrum 買下此藥的專利，然後以 Orfadin® 為商品名稱在市面上販售，此藥在 2017 年的獲利為美金 $96M。

Nitisinone - PubChem, Drug Bank

因為抑制 HPPD 可以阻止 tyrosine 代謝為 HGA，於是醫生們就想到也許 nitisinone 也可以用來治療 AKU，使身體不要製造太多 HGA。這個消息一出來後，有很多病患想試試看，但是這個藥本來並不是用來治療 AKU，加上很貴，每年的治療費用為四千英鎊，在美國的話則要近三萬鎂，因此保險公司不願意給付。之後，美國政府介入，NIH 負責此藥在 AKU 上的臨床試驗，只有四十位病患參與，結果並不理想，於是終止，也因此保險公司不願意給付這個治療費用。

這位父親不願意放棄，於是開始募資作為 nitisinone 用在治療 AKU 上的研究費用。研究結果是正面的，European Commission 在 2012 年的時候決定贊助五百萬英鎊作為大型臨床研究的費用。臨床研究結果顯示 nitisinone 可以減緩 AKU 的惡化，而那位兒子也終於在去年八月終於接受了第一次的 nitisinone 治療。不過，這個藥物在美國只可被用來治療 HT1，FDA 尚未許可它被用在 AKU 的治療上。



Article:

Nature News / A father’s fight to help his sons — and fix clinical trials (Jan 2019)


Reference:

S Lindstedt et al, Treatment of hereditary tyrosinaemia type I by inhibition of 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase. Lancet (1992)

治療白內障的眼藥水

刷臉書的時候看到這一篇，說白內障(cataract)未來可望用眼藥水就治療好，不需要手術，於是好奇點進去看。（先說一下這是 2015 年的研究，我後面會提到之後有什麼發展。）

這是怎麼做到的呢？大家可能都知道白內障是因為水晶體變混濁造成的失明，而會變混濁是因為形成水晶體主要的蛋白質 crystallin 結塊沈澱而造成的。crystallin 內有兩大家族：α-crystallin & βγ-crystallin，是結構很穩定且有組織的蛋白質，βγ-crystallin 的結構如果被破壞的話，α-crystallin 會和它結合然後溶解它，類似一個 chaperone 的角色 [註1]。不過如果 βγ-crystallin 結構受損太多的話，就會變成一個大蛋白結塊(aggregates)，然後沈澱使得水晶體變得混濁，不過這一切是怎麼發生的，為什麼會發生，目前還不清楚。

註 1：α-crystallin 由兩條 chains 組成 -- cryAA 和 cryAB，都只有 20kDa 左右，它們是 small heat shock protein (sHSP)，也是 chaperone。

這篇刊在 Nature 的研究顯示 lanosterol -- 動物體內一種膽固醇(cholesterol)和賀爾蒙的前驅物(precursor) -- 可以溶解 crystallin 形成的結塊，這是怎麼發現的呢？UCSD 的實驗室主持人 Dr. Kang Zheng 和其團隊發現有對兄弟有白內障，但是他們的父母並沒有，於是研究了一下，結果發現這對兄弟的 LSS (lanosterol synthase) 基因帶有突變。LSS 的功能是負責把 (S)-2,3-oxidosqualene 轉換成 lanosterol，而這兩個突變使 LSS 喪失了其 catalysis 的功能，於是無法產生 lanosterol。基因檢測結果顯示他們的父母並沒有這種突變，因此作者們認為 lanosterol 和白內障有關。

Lanosterol: PubChem, Drug Bank

在這篇研究中，作者們在細胞中表現了會形成 aggregates 的突變 crystallin，同時也一起表現了正常的 LSS 或是突變的 LSS，結果顯示正常的 LSS 降低了結塊的 crystallin，但是突變的 LSS 並沒有。另外，在培養液中加入 lanosterol 的話，即便細胞中表現的是突變的 LSS，crystallin aggregates 也同樣降低了，但是加膽固醇的話就沒有這種效果。

接著，他們想看看 lansterol 對真正的水晶體有沒有治療效用。他們把有白內障的兔子的水晶體取出，然後泡在 25mM lanosterol 裡面六天，結果原本呈現白色混濁的水晶體變得較清澈透明了。最後，他們試驗在狗身上，被用來試驗的狗是因年紀而患有白內障的，基因檢測顯示牠們的 LSS 沒有任何突變。他們把含有 lanosterol 的 nanoparticles 用針打入狗眼睛裡的玻璃體室(vitreous cavity)，實驗期間每三天打一次，控制組則打入不含 lanosterol 的 nanoparticles。除此之外，治療組的狗也被用點眼藥水的方式治療，每日點三次含有 lanosterol 的眼藥水，每次一滴(50uL)，連點六個禮拜。眼藥水的溶劑為 ddH2O，濃度為 11.4g lansterol/L (25mM)。結果顯示狗的白內障情況好很多，水晶體變清澈了。

如此看起來 lanosterol 的確是有療效的，不過用在人類治療上有個瓶頸，lanosterol 分子不小並且非水溶性 [註2]，因此用點眼藥水的方式是否能有效讓 lanosterol 進入水晶體並不清楚。在狗的實驗中，nanoparticles 和點眼藥水同時進行，無法得知是哪種方式造成的效果。

註 2：在他們的 in vitro 和細胞實驗中，是用 liposome 當載體或是用 DMSO 去溶。

他們的研究發表後沒幾個月，另一組團隊也做了同樣的實驗。Shanmugan et al 取得四十顆白內障患者手術後取出的水晶體，然後用 Zhang 研究裡的狗眼藥水配方去泡這些水晶體，同樣是在 25mM lansterol 裡泡了六天，但是並沒有 Zhang 在兔子實驗中出現的效果，從患者眼中取出的水晶體依然混濁。

之後，Venkatesh et al 對於這個研究發表了一個 comment，表示無法實驗無法複製的原因可能是因為水晶體的狀況不同，lanosterol 應該還是有療效的。

然後，在去年一月，有個義大利團隊發表了一篇人體試驗的研究。因為 Zhang 研究中用的 lanosterol 濃度太高了，所以他們減到 5mM，用橄欖油去溶解 lanosterol 後再用 0.2um filter 過濾消毒。白內障患者在第一週每日點兩次藥水，之後七個禮拜每日點三次，結果顯示沒有任何療效。（怎麼我覺得這個實驗很鬧啊~）

再來，去年年底時 Chen et al 發表了一篇研究表示 lanosterol 和 25-hydroxycholesterol (25HC) 都可以溶解 crystallin aggregates。他們的做法是把三位患者手術後取出的水晶體打碎，準備成濃度為 2mg/ml 的蛋白質結塊，然後加入不同濃度的 lanosterol 或是 25HC [註3]，在常溫下放兩個禮拜後觀察其混濁度。結果顯示加惹 10uM lanosterol 或是 10uM 25HC 的都變清晰了，25HC 的效果比 lanosterol 好些，表示這兩者都可溶解 crystallin aggregates。

註 3：他們用來溶解 lanosterol 和 25HC 的溶劑是 5% DMSO。

雖然這篇研究同樣顯示 lanosterol 可以體外溶解 crystallin aggregates，但是想要以眼藥水的方式治療白內障，仍然有一段距離。Zhang 在自己的學校網頁上表示，他們在人類和動物的臨床試驗上，限於法規都還處於籌備階段。

話雖如此，市面上已經有人在賣了呢。有家公司號稱他們利用奈米科技可以成功把 lanosterol 送進水晶體，不需要打針，只需要滴他們的眼藥水，就可以把狗狗的白內障至好惹。他們在網頁上寫成份含有 2mg/ml lanosterol，但送進水晶體的載體為商業機密不可說。不過剛剛孤狗了一下，現在好像在 Amazon 和 eBay 上已經找不到惹。

他們申請的專利：

WO2016029199A1: Compositions and methods to treat vision disorders
WO2016029197A1: Compositions and methods to treat and/or prevent vision disorders of the lens of the eye


[2021-04-25 update]

發現很多人點這篇看，忘了內容是什麼，就也開來看。心血來潮點了一下 Zhang 的網頁，像看有沒有什麼新進展，卻發現關了，於是孤狗一下看是怎麼回事，結果發現他在 2016 年被 FDA 調查。Zhang 在 2010 年時參加了中國的千人計劃，開了一家公司 CalCyte Therapeutics，但沒跟 UCSD 揭露有 conflict of interest。之後，後來在中國也開了一家公司，同樣沒有揭露。2016 年，FBA 寄了一封警告信給他，表示他的研究計畫有問題，除了沒交代細節外，也違反了臨床試驗原則，很多接受臨床試驗的患者視力正常，並沒有白內障，也沒有患者同意書，違反研究倫理。之後，中美關係開始緊張，美國大舉調查在美的中國籍教授和學者是否有參與中國的千人計劃和外洩研究機密給中國，Zhang 也被調查，後來在 2019 年時和 UCSD 請辭。



Articles:

The Scientist / UCSD Eye Doctor Resigns After Investigation into Ties with China (2019)

UCSD The Guardian / UCSD Eye Doctor Suspended for Objectionable Study Conditions (2019)

Futurism / Goodbye Surgery? Scientists Just Made Eye Drops that Dissolve Cataracts (2015)

Nature / Cataracts dissolved (July 2015)

Science / A new dawn for cataracts


Papers:

G Wistow, The human crystallin gene families. Human Genomics (2012)

L Zhao et al, Lanosterol reverses protein aggregation in cataracts. Nature (2015)

PM Shanmugam et al, Effect of lanosterol on human cataract nucleus. Indian J Opthalmol (2015)

R Venkatesh et al, Comment to: Effect of lanosterol on human nuclei. Indian J Ophthalmol (2016)

A Felici et al, Lanosterol Eye Drops in a Human Juvenile Nuclear Cataract. Open J Clinical Medical Case (2018)

XJ Chen et al, Lanosterol and 25-hydroxycholesterol dissociate crystallin aggregates isolated from cataractous human lens via different mechanisms. Biochem Biophys Res Commun (2018)