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瘧疾是一種由原生生物瘧原蟲（Plasmodium）引起的疾病，根據世界衛生組織（World Health Organization, WHO）的報告，全球約有50％的人口身處瘧疾感染風險區，因此抗瘧疾藥物的開發刻不容緩。近期，中央大學生命科學系王健家研究團隊在基因轉譯領域取得了新突破，為抗瘧疾藥物的研發提供了新線索，研究成果刊登於《核酸研究》（Nucleic Acids Research）期刊。這項研究的重點在於他們發現蘇力菌（Bacillus thuringiensis）比其他細菌多攜帶一個第二類型的tRNA合成酶（class II aminoacyl-tRNA synthetase, aaRS）——ProRS（Prolyl-tRNA synthetase），且ProRS的蛋白質結構因為發生改變，使它對抗瘧疾藥物常山酮（halofuginone, HF）產生抗性，此發現將有助於進一步了解抗瘧疾藥物的相關藥理特性。

在生物體中，細胞經過一系列的生化反應後能將攜帶遺傳訊息的DNA轉化為蛋白質。此過程需由酵素將正確的胺基酸接到相對應的轉運核糖核酸（transfer RNA,tRNA）分子上，再由tRNA將胺基酸運送到核醣體上進行蛋白質合成。aaRS是這段過程中的關鍵酵素，如果這個過程出現差錯將導致蛋白質功能異常，進而引發多種疾病。而抗瘧疾藥物的研發，則希望能抑制病原體的ProRS。

一般來說，aaRS的結構在演化上非常穩定，但是ProRS的結構變異卻很大，細菌型和真核型的ProRS在運作時偏好不同的tRNA，無法互相替代。細菌通常只會攜帶一個細菌型ProRS，但研究團隊卻發現蘇力菌可以同時攜帶一個細菌型及一個真核型的ProRS。團隊推測，蘇力菌多攜帶的ProRS是透過基因轉移從真核細胞轉移至細菌，且此ProRS的蛋白質結構也已經發生改變，使它能更有效地辨識細菌的tRNA，並幫助蘇力菌在不同環境壓力（例如高溫、氧化壓力）下生存。更重要的是，不同於其他已知的真核型ProRS，研究發現蘇力菌的真核型ProRS對抗瘧疾藥物HF的耐受性顯著提高。

目前國外已有多個研究團隊利用HF衍生藥物開發治療瘧疾、弓形蟲、隱孢子蟲等寄生生物感染的藥物。HF的結構類似於由中藥常山萃取出的化合物常山鹼（febrifugine, FF），能有效抑制瘧原蟲或其他寄生蟲的ProRS。因此研究團隊的這項發現被寄予厚望，一方面有助於進一步了解藥物機制，促使研究人員重新評估現有的抗瘧疾藥物；另一方面則為開發新的、更有效的治療方法提供數據，為抗瘧疾藥物的研發提供新的方向和希望。

延伸閱讀
國立中央大學新聞網。（2024年6月27日）。中央大學王健家教授團隊發現新機制　對抗瘧疾藥物研究新突破！國立中央大學。https://ncusec.ncu.edu.tw/news/headlines_content.php?H_ID=4287