銀齡健康科研3/糖尿病人新希望 鉻可助降血糖

長者去體檢，或許比年輕人更關注有無高血糖、高血脂和高血壓（俗稱「三高」）。事實上，其中作為高血糖的典型疾病──糖尿病，一旦確診便需終身服藥，無法根治。

香港大學化學系講座教授孫紅哲接受《大公報》專訪時表示，微量元素鉻在一些地區已被認為是控制血液裏葡萄糖含量的補充劑，而他的團隊通過合成一種能夠在活細胞內識別鉻結合蛋白的螢光探針，成功監測到鉻結合蛋白質的分布情況。該項研究成果亦在全球首次證明鉻有助治療糖尿病，解開70多年來科學家未能破解的謎團，有助開發治療糖尿病藥物。\大公報記者 余風

「鉻與螢光探針的研究花了八年，（研究）學生畢業了走了，然後下一批學生接着來，然後畢業又走了，下面接着來，一直一直八年持續去做，它的意義是我們第一次把鉻整個作用及機制找到了。」孫紅哲說起這段研究的打拚史，臉上露出激動興奮的笑容。

談到漫長的研究過程，孫紅哲表示團隊根據之前的研究工作，成功合成一種能夠在活細胞內識別鉻結合蛋白的熒光探針。該探針由螢光基團香豆素（AC）、金屬螯合基團氨三乙酸（NTA）和光敏感交聯基團疊氮苯基三部分組成。當探針進入細胞後與鉻結合，鉻再與蛋白質中的特異氨基酸結合，使得探針穩定地結合在金屬蛋白質上，「用這個鎖定的辦法，進入細胞結合後，用一些可見光照一分鐘，鉻結合的蛋白質就被鎖定，鉻也被鎖定。」孫紅哲進一步解釋在紫外光照射下，疊氮苯基會與金屬結合位點鄰近的氨基酸形成共價鍵，而該探針能夠幫助研究人員更了解鉻結合蛋白質在活細胞中的位置和功能。

新螢光探針揭示運作機制

孫紅哲指出，研究團隊及後使用有關探針在活細胞中監測鉻結合蛋白質的分布，結果發現這些蛋白質主要集中在細胞的線粒體上。及後通過進一步實驗，團隊更確認人體細胞中第一個鉻蛋白組，並發現鉻結合在三磷酸腺苷合成酶（ATP synthase）活性中心後，會取代酶底物的鎂離子，從而降低三磷酸腺苷合成酶的酶活性並啟動下游通道，減緩高血糖對線粒體的損傷，從而改善葡萄糖代謝。

「中文有個諺語叫『眼見為實』，我們能看得見，才認為那是真實的。」孫紅哲表示相關作用模式在二型糖尿病的小鼠中得到了驗證，而相關動物實驗並非只做一隻，「因為個體差異很大，一般是六隻做一組，然後這六隻都有共同的現象，才認為是合理。」孫紅哲又提到相關有效的效果並非完全相同，每樣本或有一點變化，但都屬正常水平，並會就每個樣本的差異有系統地統計。

此外，孫紅哲同時提到這項研究還解決了鉻如何在分子水平上改善應激性高血糖的問題，而有關探針也可廣泛用於其他金屬離子結合蛋白的監測。由於確認了多個鉻結合蛋白質，相關研究也為以後深入研究鉻在其他疾病，例如抗神經退化性疾病和抗衰老中的藥理作用提供新視野。

有望研製低成本安全藥物

孫紅哲表示，在研究時意外發現，目前臨床上治療糖尿病的藥物二甲雙胍的作用與鉻非常類似，代表這兩種治療方法雖不一樣，卻都是通過下游啟動三磷酸腺苷合成酶的酶活性通路來達到改善葡萄糖代謝的目的。孫紅哲相信，相關研究不僅對下游新的研發提供非常好的程序及基礎，而且定能研發出用量、經濟成本更低及更安全的藥物。

「這很有意義，因為不僅我們知道鉻跟控制人體內糖的水平，就是血液裏糖的水平有關之外，對於衰老的過程會有非常大的提示。」相關研究成果，早前於國際著名學術期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上發表。孫紅哲希望特區政府及私人機構能多支持相關的研發，雖然現時仍屬細胞性的科研階段，但希望未來可找出新的治療糖尿病藥物，令人類活得更長壽、更健康。