腎病研究重大突破：細胞追蹤技術揭秘多囊性腎臟病，開創治療新途徑

對於多囊性腎臟病（Polycystic Kidney Disease, PKD）患者而言，這種常見的遺傳性疾病會導致腎臟布滿囊腫，嚴重損害其過濾廢物的功能，而透析和腎臟移植往往是他們僅有的治療選擇。全球有超過1240萬人罹患這種疾病的顯性遺傳形式。如今，由羅格斯大學（Rutgers University）領銜的研究團隊，在揭示該疾病的發展機制方面取得了重大突破，這些新發現有望為開發全新的治療方法鋪平道路。

多囊性腎臟病：無聲的健康危機

多囊性腎臟病是一種遺傳性疾病，其特徵是在腎臟中形成充滿液體的囊腫。這些囊腫會隨著時間的推移而不斷增大，壓迫並取代正常的腎臟組織，最終導致腎功能衰竭。對於患者而言，這不僅意味著生活品質的嚴重下降，更可能危及生命。目前，針對PKD的治療手段十分有限，主要依賴於透析來維持生命，或進行腎臟移植以期恢復腎功能。然而，這些治療方式都具有其局限性，例如透析需要長期依賴醫療設備和頻繁的治療，而腎臟移植則面臨供體短缺和術後排斥等問題。因此，尋找更有效、更根本的治療方法，一直是醫學界努力的方向。

羅格斯大學的創新突破：細胞追蹤技術的誕生

在一項發表於Nature Communications期刊的研究中，羅格斯大學藝術與科學學院遺傳學系的助理研究教授Inna Nikonorova報告了一種創新的方法，用於識別和追蹤細胞釋放的細胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）所攜帶的物質。這些亞微觀的「通訊工具」由細胞釋放，在癌症、神經退化性疾病以及包括PKD在內的腎臟疾病的發展中扮演著關鍵角色。

羅格斯大學新布朗斯維克分校傑出遺傳學教授、該研究的共同作者Maureen Barr表示：「伊娜成功地識別出與多囊蛋白一同存在於細胞外囊泡中的其他蛋白質，這些蛋白質在此之前幾乎無人知曉。對於PKD領域的研究人員來說，這是一個令人非常興奮的發現。」

細胞外囊泡：從細胞廢物到疾病信使

過去，細胞外囊泡曾被認為是細胞的「廢棄物」。然而，隨著研究的深入，科學家們逐漸認識到這些微小囊泡在健康和疾病中的重要性。「這些運輸工具中的有益物質，例如蛋白質，有助於傷口癒合和組織再生。」尼科諾羅娃解釋道。「但它們也可能以一種陰險的方式運作，傳播有毒物質並充當疾病的介質。」

聚焦多囊蛋白：揭示疾病進展的關鍵

為了探索這個謎團，尼科諾羅娃和巴爾將研究重點放在攜帶PKD基因蛋白及其相關物質的細胞外囊泡上。PKD蛋白（稱為多囊蛋白）的變化與疾病的進展密切相關。

線蟲模型：可視化的追蹤工具

基於先前研究的發現，尼科諾羅娃開發了一種標記工具，用於在實驗室線蟲——秀麗隱桿線蟲（C. elegans）中追蹤特定細胞外囊泡的貨物。秀麗隱桿線蟲具有身體透明和生長週期短的特點，使其成為研究細胞和分子過程的理想模型生物。透過部署一種與多囊蛋白-2結合的綠色螢光蛋白，尼科諾羅娃能夠在顯微鏡下觀察細胞外囊泡的貨物在線蟲體內的運輸過程，並繪製其相互作用。

「無論多囊蛋白移動到哪裡，你都會在顯微鏡下看到綠光。」她說。「這就像給某人一個手電筒，看著他們在黑暗的房子裡從一個房間走到另一個房間。」

鄰近標記法：精準解析分子機制

尼科諾羅娃使用的追蹤方法稱為「鄰近標記法」（proximity labeling），這種技術幫助她確定了多囊蛋白被包裹到細胞外囊泡中的精確機制，以及多囊蛋白在全身運輸過程中與之相關的蛋白質。

「我們超越了簡單的識別。」尼科諾羅娃強調。過去的研究僅僅是列出細胞外囊泡中存在的蛋白質，而「我們則針對每個候選蛋白質，觀察它是否與攜帶多囊蛋白的囊泡結合並相互作用。」

治療新曙光：理解疾病機制是關鍵

尼科諾羅娃表示，這些資訊有助於研究人員理解在缺乏多囊蛋白的細胞內發生的情況，這是尋找治療多囊性腎臟病或減緩其進展方法的關鍵知識。透過深入了解這些分子層面的細節，科學家們有望開發出針對性的療法，例如抑制有害細胞外囊泡的產生或釋放，或者阻斷其攜帶的致病物質的作用。

這項研究得到了美國國家衛生研究院（National Institutes of Health）的經費支持。這一突破性的發現，不僅加深了我們對多囊性腎臟病發病機制的理解，更為未來開發更有效的治療方法帶來了新的希望，有望改善全球數百萬患者的生活。