การสูดกลิ่นในขณะที่กำลังจดจำและได้รับกลิ่นอีกครั้งในขณะนอนหลับสามารถเพิ่มความจำได้

หัวข้องานวิจัยเรื่อง Odor Cues During Slow-Wave Sleep Prompt Declarative Memory Consolidation

ที่มา วารสาร SCIENCE, 9 MARCH 2007, VOL 315, p1426-1429

ช่วงเวลาที่เรานอนหลับนอกจากที่ร่างกายจะได้พักผ่อนแล้วยังมีประโยชน์ที่สำคัญมากอย่างหนึ่ง คือ การนอนจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเปลี่ยนความจำระยะสั้น (short-term memory) ให้เป็นความจำระยะยาว ( long-term memory) โดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่า memory consolidation ทฤษฏีเกี่ยวกับความจำส่วนหนึ่งเชื่อว่าความจำใหม่ที่เพิ่งถูกบันทึกไว้จะถูกกระตุ้นอีกครั้งในขณะที่เรานอนหลับเพื่อเปลี่ยนให้เป็นความจำที่เก็บไว้ในสมองได้ยาวนาน

โดยทั่วไปแล้วความจำแบ่งได้เป็น 2 ประเภทหลัก คือ
1. Declarative memory เป็นความจำที่เราสามารถใช้สติระลึกถึงข้อมูลเหล่านั้นได้ (conscious access)
Sematic memory ความจำเกี่ยวกับข้อเท็จจริงและความรู้ทั่วไป (world knowledge) เช่น วิชาการต่างๆ ความหมายของคำศัพท์ เนื้อหาวิชา เป็นต้น
Episodic memory ความจำเกี่ยวกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในชีวิตของเราเอง อาจเรียกว่า autobiographical memory เช่น บรรยากาศงานเลี้ยงรุ่น วันรับน้องก้าวใหม่ นั่งเครื่องบินเป็นครั้งแรก เป็นต้น

2. Non-declarative memory เป็นความจำที่ตัวเราเองไม่รู้สึกตัว (non-conscious access) เช่น ขณะที่เรากระโดดตบลูกแบด สมองต้องจดจำกระบวนท่าต่างๆ มากมายตั้งแต่จับลูกอย่างไร ก้าวขาแบบไหน ออกแรงเท่าไหร่ ซึ่งเราไม่ได้ใส่ใจเลยว่าแต่ละอิริยาบถกว่าที่ลูกแบดจะถูกตบมันมีขั้นตอนการทำงานอะไรบ้าง (แบบภาพ slow motion ไงครับ)
Procedural memory ความจำที่เกี่ยวกับทักษะและการเคลื่อนไหว
Conditioned learning การเรียนรู้แบบมีเงื่อนไข คงจำได้นะครับที่มีการทดลองเกี่ยวกับการสั่นกระดิ่งให้เป็นเงื่อนไขว่าสุนัขจะได้รับอาหาร
Non-associative learning อันนี้เป็นการเรียนรู้แบบง่ายๆ มีชนิดย่อยๆ คือ habituation ลดการตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้น และ sensitization เพิ่มการตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้น

เนื่องจากข้อมูลการรับสัมผัส (ภาพ เสียง กลิ่น และอื่นๆ) ซึ่งจัดเป็น sensory inputs ทุกอย่างต้องถูกบันทึกในสมองในขั้นที่เรียกว่า sensory register จากนั้นจึงจะเข้าไปสู่ขั้นต่อไปคือ short-term memory และความแตกต่างที่สำคัญของการรับสัมผัสกลิ่นคือ เส้นประสาทนำส่งกลิ่นไม่ได้ไปถ่ายทอดให้เซลล์ประสาทในธารามัส (thalamus) เหมือนเส้นประสาทอื่นๆ หากแต่มันเกิดไซแนปส์ที่สมองระดับสูงกว่า เช่น ฮิปโปแคมปัส (hippocampus) ซึ่งมีส่วนในการปรับเปลี่ยนและควบคุมความจำแบบ declarative memory และในการทดลองนี้ใช้กลิ่นเป็นตัวชี้นำการกระตุ้นความจำในช่วงที่นอนหลับเนื่องจากไม่ได้รบกวนกระบวนการนอนโดยธรรมชาติดดยสังเกตจากคลื่นไฟฟ้าของสมองที่เหมือนการนอนตามปกติ ซึ่งแตกต่างจากการรับสัมผัสทางเสียงและการมองเห็นที่รบกวนการนอนหลับได้

วิธีการทดลอง
ให้ผู้ทดลองจำวัตถุในตำแหน่งต่างๆ กัน ซึ่งเรียกการทดลองนี้ว่า two-dimensional (2D) object location memory task แบ่งผู้ทดลองออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ คือ กลุ่มหนึ่งสูดดมกลิ่นกุหลาบด้วยในขณะที่กำลังเรียนรู้และจดจำข้อมูลตำแหน่งของวัตถุ และอีกกลุ่มไม่ได้รับกลิ่นกุหลาบแต่อย่างใด โดยทำการทดลองในช่วง หัวค่ำก่อนจะนอน
(21.30-22.30) จากนั้นผู้เข้าร่วมการทดลองจะเข้านอนในเวลาประมาณห้าทุ่ม

กลุ่มที่ 1 เป็นกลุ่มที่ได้กลิ่นกุหลาบตอนที่จำตำแหน่งภาพ เมื่อสังเกตเห็นคลื่นไฟฟ้าในขณะที่นอนหลับเริ่มเป็น slow wave sleep ก็ให้ดมกลิ่นกุหลาบอีกครั้ง
กลุ่มที่ 2 เป็นกลุ่มที่ไม่ได้ให้กลิ่นกุหลาบตอนที่เรียนรู้แต่มาให้ตอนที่เกิด slow wave sleep
กลุ่มที่ 3 เป็นกลุ่มทดลองได้รับกลิ่นอีกครั้งในช่วงท้ายของการนอนหลับที่เป็น Rapid Eye Movement (REM)
กลุ่มที่ 4 ได้รับกลิ่นกุหลาบตอนที่กำลังจดจำภาพและได้อีกครั้งในช่วงที่ยังตื่นตัวอยู่ก่อนที่จะเข้านอน

ตื่นตอนเช้าประมาณ 7.00-7.30 ก็ทำการทดสอบว่าจำตำแหน่งวัตถุได้มากน้อยเพีงใด

ผลการทดลอง
1. เฉพาะกลุ่มแรกที่ได้ดมกลิ่นกุหลาบระหว่างจดจำตำแหน่งภาพและระหว่างการนอนอีกครั้งในช่วงที่เรียกว่า slow wave sleep สามารถจดจำแน่งของวัตถุได้มากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ
2. เมื่อทำการทดลอง fMRI ประกอบกัน พบว่าสมองส่วนฮิปโปแคมปัสซีกซ้ายซึ่งเรียกว่า left anterior hippocampus และ left posterior hippocampus ถูกกระตุ้นในระหว่างที่ให้ดมกลิ่นกุกลาบในช่วง slow wave sleep
3. การดมกลิ่นไม่มีผลต่อความจำประเภท procedural memory เช่น ความจำที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหว ทักษะการทำงาน หรือ เล่นดนตรีและกีฬา เป็นต้น เนื่องจากสมองส่วนที่ทำหน้าที่คือ striatum, cerebral cortex และ cerebellum และไม่พบว่าถูกกระตุ้นระหว่างการดมกลิ่น

สรุปผลการทดลอง
การให้กลิ่นกุหลาบ (สองครั้ง คือ ตอนที่เก็บข้อมูลเข้าสมอง กับตอนที่กระตุ้นสมองเพื่อเอาข้อมูลอันนั้นมาถ่ายโอน) เป็นตัวชี้นำกระบวนการรื้อฟื้นความจำในช่วนการนอนหลับในช่วง slow wave sleep ทำให้สมองเกิด memory consolidation สามารถเปลี่ยนความจำระยะสั้นให้เป็นความจำระยะยาวได้เพิ่มขึ้น และสมองส่วนที่ทำหน้าที่นี้คือฮิปโปแคมปัสเนื่องจากเป็นความจำประเภท declarative memory

โดยส่วนตัวผมคิดว่าการทดลองนี้เป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่นะครับ ทำอย่างไรจะทำให้คนเราจดจำได้ดีขึ้นนอกจากที่เราเรียนรู้ให้เชื่อมโยงสัมพันธ์กับความรู้เดิม ตั้งใจจริงในการเก็บความรู้อย่างเป็นระบะ รวมทั้งต้องอ่านหนังสือทบทวนตำราบ่อยๆ แล้ว ผลการทดลองนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้นที่ชี้ว่ากลิ่นมีส่วนกระตุ้นการโอนถ่ายความจำระยะสั้นจากฮิปโปแคมปัสไปเก็บไว้ในแหล่งเก็บความจำระยะยาวในสมองชั้นสูง เช่น neocortex ซึ่งอาจจะทำให้ aromatherapy มีบทบาทสำคัญต่องานวิจัยด้านการเรียนรู้และจดจำ และธุรกิจนี้อาจเฟื่องฟูในอนาคตมากยิ่งขึ้นก็เป็นได้ครับ

แต่อย่างไรก็ตามการทดลองนี้เป็นการศึกษาใน declarative memory สำหรับการเล่นกีฬา การเล่นดนตรี เหล่านี้เป็นทักษะที่เกิดจากการทำงานของ non-declarative memory ที่อาศัยกลไกและสมองส่วนอื่นๆที่ไม่ใช่ฮิปโปแคมปัส จึงไม่อาจนำผลสรุปนี้ไปเทียบเคียงได้

NEUROTECHNOLOGY RESEARCH, DEVELOPMENT, AND ENHANCEMENT

NEUROTECHNOLOGY RESEARCH, DEVELOPMENT, AND ENHANCEMENTRELEASE DATE: October 08, 2003PA NUMBER: PA-04-006

• Microfluidic systems for in-vivo spatial and temporal controlled delivery of neurotransmitters and other biomoleculeso
• Proteome analysis arrays, proteome data storage and analysis of proteome data from the nervous systemo
• Genetic approaches to study structure or function of neural circuits in animal modelso
• Biosensors that would be selectively activated by neurochemicals, such as particular neurotransmitters or pharmacological compoundso
• Delivery systems for exogenous agents such as drugs, gene transfer vectors, and cells
• Non-invasive methods for in-vivo tracking of implanted cellso
• Tools for real-time analysis of neurophysiological eventso
• Tools for data mining for genetic discovery and functional insights into genomics and proteomics of the nervous systemo
• Nanocrystals or quantum dots covalently bonded to neural receptor ligands
• Probes of brain gene expression that can be imaged non-invasively (e.g., with magnetic resonance or near infrared optical imaging)o
• Genetic approaches to manipulate or monitor synaptic activity
• Microelectromechanical system (MEMS) devices used for monitoring neuron function in slice and culture preparations
• Amplifiers that are small and light enough to be worn by mice for recording neural activity from many neurons
• Tools, technologies and algorithms for neuroprosthesis development
• Tools to enhance visualization of specific brain markers
• New methods to study neural connectivity in living or post mortem brain, especially human brain
• Improved electrodes, microcomputer interfaces, and microcircuitry for chronic implantation, monitoring of neural activity, and promoting efferent function
• Dynamic monitors of intracranial pressure and cerebral spinal fluid composition (particularly important in following disease progression or recovery from brain injury)
• Devices for non-invasive diagnosis and precise identification of pathogens involved in central and peripheral neural infectious diseases
• Tools for relatively non-invasive ways to assess damage and monitor function in regions of injured or diseased brain tissue
• Non-invasive optical imaging instruments
• Technologies for detection, intervention, and prevention of acute, adverse neurological events
• Tools for early-warning detection of imminent seizure activity; application of targeted treatment to abort seizures
• Technologies to facilitate high-throughput analysis of behavior
• Tools for therapeutic electrical stimulation for rehabilitation following stroke, trauma or other events or disorders that disrupt normal function of the nervous system
• Telemetry devices small and light enough to be worn by mice for transmitting data (e.g., electrophysiological data) during behavior
• Software to translate neuroimaging data from one data format into anothero Algorithms that use shape analysis approaches to understand human neuroimaging data
• Computational approaches to analyzing video data (like those used in behavioral research)
• Computational approaches and improved paradigms for analysis of kinematic data

ครบรอบสิบปีแห่งการโคลนนิ่งแกะดอลลี่

หัวข้อข่าว Cloning special: Dolly: a decade on
ที่มา News @ Nature.com

เมื่อวันที่ 27 กุมภาพันธ์ 2540 ศาสตราจารย์ Ian Wilmut แห่งสถาบันวิจัย Roslin Institute ที่ตั้งอยู่ใกล้ตัวเมือง Edinburgh ประเทศสก๊อตแลนด์ และคณะผู้วิจัยร่วมที่ PPL Therapeutics ได้ประกาศว่าสามารถโคลนลูกแกะ (lamb) ที่พวกเขาตั้งชื่อว่า ดอลลี่ (Dolly) ตอนนั้นคนทั้งโลกตื่นเต้นกับข่าวความสำเร็จของวิทยาการแขนงใหม่เพราะข่าวนี้อยู่หน้าแรกของหนังสือพิมพิ์ทั่วโลก และหลังจากนั้นก็ทำให้เกิดปัญหาข้อโต้แย้งทางจริยธรรมในการวิจัยเป็นระยะๆ จนกระทั้งทุกวันนี้แม้จะซาลงไปบ้างเพราะมีเรื่องเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน (embryonic stem cell) มาเป็นพระเอกแทน แต่อย่างไรก็ตามหัวข้อวิจัยสองสาขานี้คือ การโคลนนิ่งและเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนนั้นไม่ได้เหมือนกันเลยทีเดียว

ถ้าหากเราย้อนไปรำลึกประวัติศาสตร์การโคลนนิ่งสิ่งมีชีวิตพบว่ามีลำดับความสำเร็จสรุปได้ดังนี้ (ภาพประกอบจาก Nature.com: http://www.nature.com/news/2007/070219/fig_tab/445800a_F1.html )

1. ค.ศ. 1952
นักวิจัยจากประเทศสหรัฐอเมริกาและเยอรมันนีสามารถโคลนกบ Rana pipiens ได้สำเร็จ

2. ค.ศ. 1984
นักวิจัยชาวจีนโคลนปลา Carassius carassius

3. ค.ศ. 1996
ศาสตราจารย์ Ian Wilmut และคณะ โคลนลูกแกะสองตัว ชื่อ Megan และ Morag เป็นครั้งแรก ซึ่งถือเป็นประวัติศาสตร์งานวิจัยที่สำคัญมาก

4. ค.ศ. 1997
ศาตราจารย์ Ian Wilmut คนเดิมประกาศว่าโคลนนิ่งแกะดอลลี่ได้สำเร็จ ครั้งนี้ดังกว่า (อาจเป็นเพราะหนังสือพิมพ์ไม่สนใจงานครั้งแรกกระมังครับ) และเป็นที่มาของข้อโต้แย้งทางจริยธรรมครั้งใหญ่

5. ค.ศ. 1998
-นักวิจัยที่อเมริกาสามารถโคลนหนูถีบจักร (mice) ได้สำเร็จ
-นักวิจัยญี่ปุ่นโคลนลูกวัวสามตัวได้สำเร็จ
-นักวิจัยที่ประเทศนิวซีแลนด์โคลนวัวสายพันธุ์ที่ใกล้สูญพันธุ์ที่ชื่อ Bos guarus ได้สำเร็จ

6. ค.ศ. 2000
นักวิจัยที่ประเทศสก๊อตแลนด์โคลนหมูได้สำเร็จ โดยตั้งความหวังไว้ว่าจะใช้เป็นแหล่งผลิตอวัยวะให้มนุษย์ได้ใช้!

7. ค.ศ. 2002
ลูกแมวที่ชื่อเล่น cc ที่มาจากชื่อจริงคือ copycat (Felis domesticus) ถูกโคลนขึ้นมาสำเร็จ แต่หน้าตาไม่เหมือนแม่เลยทีเดียว

8. ค.ศ. 2003

-นักวิจัยประเทศอิตาลีโคลนม้าได้สำเร็จเป็นครั้งแรกซึ่งลูกม้าตัวนี้เกิดจากนำเซลล์ผิวหนังของม้ามาโคลนนิ่ง

-นักวิจัยประเทศฝรั่งเศสและประเทศจีนสามารถโคลนหนูขาว (rat) Rattun norvegicus ได้สำเร็จ

9. ค.ศ. 2004
ศาสตราจารย์ Hwang ที่มหาวิทยาลัย Seoul Nationnal University ประเทศเกาหลีใต้ ประกาศว่าสามารถโคลนนิ่งเซลล์ตัวอ่อนของมนุษย์ได้ ถึงแม้ว่าต่อมาจะถูกจับเท็จว่าเขาบิดเบือนข้อมูลการวิจัย แต่ความสำเร็จในวิธีการใช้ครั้งนั้นก็เป็นแนวทางให้ห้องปฏิบัติการหลายแห่งใช้ศึกษาอยู่ในปัจจุบัน

10. ค.ศ. 2005
ศาสตราจารย์ Hwang คนเดิมประกาศว่าสุนัขที่ชื่อ Snuppy เป็นผลงานการโคลนนิ่งของกลุ่มวิจัยพวกเขาเอง ถึงแม้ว่างานวิจัยก่อนหน้านี้จะเป็นของเก๊ แต่สุนัขตัวนี้ได้รับการยืนยันว่าเป็นผลงานที่เกิดขึ้นจริงแน่นอน

ขอขอบคุณ

1. News @ Nature.com
http://www.nature.com/news/2007/070219/full/445800a.html

เซลล์ต้นกำเนิดเพื่อการรักษาเนื้องอกสมอง "neuroblastoma"

หัวข้องานวิจัย Tumor-Targeted Enzyme/Prodrug Therapy Mediates Long-term Disease-Free Survival of Mice Bearing Disseminated Neuroblastoma

ที่มา วารสาร Cancer Research 67, 22-25, January 1, 2007. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-06-3607


โดยทั่วไปแล้ว Neural stem cells (NSC), neural progenitor cells (NPC), และ mesenchymal stem cells สามารถเคลื่อนตัวไปยังบริเวณที่เกิดพยาธิสภาพ เช่น เนื้องอก (tumors) ในสิ่งมีชีวิตได้ และปัจจุบันนี้มีแนวทางการวิจัยแบบใหม่ที่ใช้เซลล์ต้นกำเนิดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการนำส่งยาที่เรียกว่า neural stem/progenitor cell–directed enzyme prodrug therapy (NDEPT)

งานวิจัยนี้ศึกษาในเซลล์ต้นกำเนิดที่มีคุณสมบัติเป็นทั้ง NSC และ NPC คือ HB1.F3.C1 cells ซึ่งเป็น clonal cell line ที่ได้มาจาก human fetal telencephalon cells เพื่อใช้เป็นพาหนะขนส่งสารพันธุกรรมที่เรียกว่า therapeutic cDNAs ของเอนไซม์ rabbit carboxylesterase (rCE)

หลักแนวคิดพื้นฐาน


1. rCE เป็นเอนไซม์ที่เปลี่ยน prodrug CPT-11 ให้เป็น SN-38 โดยเอนไซม์ของกระต่ายนี้ออกฤทธิ์ได้ดีกว่าของคนเรา

2. prodrug CPT-11 จะถูกเปลี่ยนเป็นยาในรูปออกฤทธิ์คือ SN-38 ที่บริเวณเนื้องอกโดยตรง เนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดที่มีเอนไซม์นี้เดินทางไปยังเนื้อร้าย

3. การทดลองนี้ใช้หนู mice ที่เป็นเนื้องอกชนิด neuroblastoma

ผลการทดลอง

1. หนูกลุ่มควบคุมไม่รอด (ตาย)

2. หนูจำนวน 30% ในกลุ่มที่ได้รับเฉพาะยา CPT-11 สามารถมีชีวิตรอดได้

3. หนูจำนวน 90% ในกลุ่มที่ได้รับ rCE-expressing HB1.F3.C1 cells และยา CPT-11 รอดชีวิตอยู่ได้นานอย่างน้อย 1 year โดยไม่สามารถตรวจหาเนื้อร้ายได้

ขอขอบคุณ

1. Journal of Cancer Research

http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/full/67/1/22

2. American Association for Cancer Research

ความสัมพันธ์ระหว่างสุขภาพของช่องปากกับสุขภาพของหัวใจ

บทความเรื่อง Possible link between oral health and heart health

ที่มา Harvard Heart Letter

ช่องปากซึ่งหมายรวมถึงฟัน เหงือก และเนื่อเยื่อที่เกี่ยวข้องเป็นที่อยู่อาศัยของเชื้อแบคทีเรียนหลายพันล้านตัว แน่นอนที่สุดแบคทีเรียเหล่านี้มันมีผลต่อทันตอนามัย แล้วมันมีผลต่อหังใจและหลอดเลือดหรือไม่อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ที่นี่กำลังตั้งข้อสงสัยและทำวิจัยอย่างเร่งเรีบเพื่อหาคำตอบนี้ โดยพวกเขาตั้งข้อสังเกตว่า

1. เมื่อเกิดปัญหาโรคปริทันต์ (periodentitis) ซึ่งเนื้อเยื่อและกระดูกที่ค้ำจุนตัวฟันเกิดการกัดกร่อน การเคี้ยวและแปรงฟันทำให้แบคทีเรียนเลื่อนตัวเข้าไปยังกระแสเลือดได้ ที่สำคัญแบคทีเรียหลายชนิดที่ทำให้เกิดปัญหานี้ก็พบที่แผ่น atherosclerotic plaque ในเส้นเลือดแดงของหัวใจและอีกหลายแห่ง แผ่น plaque นี้ก็นำไปสู่การเกิดปัญหาหัวใจวาย (heart attack) ได้ในที่สุด

2. แบคทีเรียในช่องปากสามารถทำลายหลอดเลือดหรืออาจทำให้เลือดแข็งตัวได้ โดยแบคทีเรียเหล่านี้สามารถหลั่งสารพิษต่างๆ ออก ซึ่งสารพิษนี้คล้ายคลึงกับโปรตีนที่ผนังหลอดเลือดหรือโปรตีนในกระแสเลือด ดังนั้นถ้าระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายเราตอบสนองต่อสารพิษนี้ก็น่าจะเกิดการทำลายโปรตีนที่ผนังหลอดเลือดและอาจทำให้เลือดแข็งตัวได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังอาจเป็นไปได้ว่าการอักเสบที่เกิดขึ้นที่ช่องปากอาจทำให้ร่างกายส่วนอื่นๆ เกิดการอักเสบตามไปด้วยรวมทั้งหลอดเลือดแดงซึ่งเป็นสาเหตุนำไปสู่ปัญหาหัวใจวายและปัญหาหลอดเลือดตีบตันหรือแตก (storke)

ขอขอบคุณ

1. Harvard Heart Letter

http://www.health.harvard.edu/newsletters/Harvard_Heart_Letter.htm#In_the_current_issue

บทบาทของโปรตีนใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโรคอัลไซเมอร์

หัวข้องานวิจัยเรื่อง The neuronal sortilin-related receptor SORL1 is genetically associated with Alzheimer disease

ที่มา วารสาร Nature Genetics - 39, 168 - 177 (2007) Published online: 14 January 2007; doi:10.1038/ng1943

วงจรการขนส่งโปรตีน amyloid precursor protein (APP) จากเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทโดยผ่านวิถี endocytic pathways มีบทบาทในกระบวนการสร้าง amyloid peptide ที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเกิดโรคอัลไซเมอร์ (Alzheimer disease) โดยทั่วไปแล้วการสะสมพอกพูนโปรตีนพิษที่ชื่อ Amyloid beta peptide ที่ทำให้เกิดโรคนี้เกี่ยวข้องกับยีนหลายกลุ่ม เช่น APP2, presenilin 1 (PSEN1), presenilin 2 (PSEN2) และ apolipoprotein E (APOE)

นักวิจัยกลุ่มนี้ค้นพบความรู้ใหม่ว่าว่าถ้ายีนของตัวรับที่ชื่อ SORL1 neuronal sorting receptor เกิดการกลายพันธุ์ (mutation) ก็จะมีผลเกี่ยวข้องกับการเกิดโปรตีนพิษนี้เช่นกันซึ่งทำให้เกิดโรคนี้ประเภทที่เรียกว่า late-onset Alzheimer disease (อีกประเภทคือ early-onset Alzhimer's disease)

ภาพประกอบจาก ScienceDaily http://www.sciencedaily.com/releases/2007/01/070114184533.htm

สรุปกลไกที่สำคัญได้ดังนี้

1. SORL1 จับกับโปรตีน APP holoprotein และ VPS35

2. SORL1 ทำหน้าที่เป็น sorting receptor สำหรับ APP holoprotein เพื่อกำหนดเส้นทางเดินของมันว่าจะไปวิถีไหน

3. ถ้ามี SORL1 โปรตีน APP holoprotein จะถูกขนส่งกลับในรูป retromer ซึ่งเป็นวิถีที่เป็นมิตรกับเซลล์ประสาท ไม่เกิด amyloid beta peptide

4. แต่ถ้า SORL1 ไม่มี ก็จะทำให้ APP holoprotein ไม่มาทางวิถี retromer recycling pathway แต่กลับไปอีกวิถีคือ beta-secretase cleavage pathway ซึ่งเพิ่มการผลิตโปรตีน APPs จากนั้นก็จะถูกเอนไซม์ที่ชื่อ gamma-secretase เปลี่ยนให้เป็น Amyloid beta peptide ในที่สุด ซึ่งเปปไทด์ชนิดนี้เป็นผู้ร้ายสำคัญในการเกิดโรคอัลไซเมอร์

ขอขอบคุณ

1. Nature Genetics - 39, 168 - 177 (2007)
Published online: 14 January 2007
http://www.nature.com/ng/journal/v39/n2/full/ng1943.html#f1

2. The NewScientist
How brain protein turns toxic in Alzheimer's disease
http://www.newscientist.com/channel/being-human/brain/mg19325875.500-how-brain-protein-turns-toxic-in-alzheimers-disease.html

เซลล์ต้นกำเนิดรักษาโรคหัวใจล้มเหลว

หัวข้อข่าว Thai hospitals offer ailing stem-cell treatment

ที่มา หนังสือพิมพ์ The Washington Times

คนไข้ที่ชื่อนาย Douglas Rice วัย 61 ปี จากรัฐ Washington state ของประเทศสหรัฐอเมริกา ที่เป็นโรคหัวใจล้มเหลว (congestive heart failure) หมอที่นั่นแจ้งเขาว่าเขาอาจมีชีวิตได้ไม่นาน และเขาต้องรับการผ่าตัดเพื่อปลูกถ่ายหัวใจเที่ยม (artificial heart) แต่เขาปฏิเสธการรักษาด้วยวิธีนั้นและกอปรทั้งได้ยินข่าวว่าที่เมืองไทยมีการรักษาด้วยเซลล์ต้นกำเนิดจึงตัดสินใจมารักษาที่ รพ. เจ้าพระยา โดยเสียค่าใช้จ่ายเป็นเงิน $30,000

ปล. รพ. แห่งนี้ร่วมมือกับบริษัทเซลล์ต้นกำเนิดสัญชาติอิสราเอลชื่อดังที่เมืองไทย คือ บริษัท เธราวีเท จำกัด( www.theravitae.com)

ข้อความนี้ตัดเอามาจากเนื้อหาในเว็บไซต์ของโรงพยาบายเจ้าพระยา "วิธีการคือเจาะเลือดจากผู้ป่วยแล้วนำมาคัดแยกเซลล์ต้นกำเนิดจากเซลล์อื่นๆในกระแสโลหิต จากนั้นนำไปเพาะเลี้ยงเพื่อเพิ่มจำนวนในห้องปฏิบัติการที่ได้มาตรฐาน หนึ่งสัปดาห์ต่อมาเราจะได้เซลล์ต้นกำเนิดจำนวนมากสำหรับการสร้างผนังหลอดเลือด หรือ endothelial progenitor cells (EPC's) เซลล์เหล่านี้จะถูกฉีดกลับคืนไปยังผู้ป่วยคนเดิมผ่านทางหลอดเลือดหัวใจ เซลล์ EPC's ที่ถูกฉีดกลับไปนี้จะเคลื่อนตัวออกนอกหลอดเลือดเข้าสู่กล้ามเนื้อหัวใจบริเวณที่มีการขาดเลือด มันจะกระตุ้นให้เกิดการสร้างหลอดเลือดใหม่ขึ้นมาเพื่อให้เลือดสามารถไหลเวียนเข้ามายังกล้ามเนื้อหัวใจบริเวณนั้นได้มากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นเซลล์ EPC's ส่วนหนึ่งยังสามารถเปลี่ยนโครงสร้างกลายเป็นกล้ามเนื้อหัวใจได้ด้วย โดยมันจะหลอมรวมตัวเข้ากับกล้ามเนื้อหัวใจและหลั่งสาร cytokines ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นสื่อสัญญาณให้โมเลกุลและเซลล์อื่นๆในร่างกายเข้ามาช่วยฟื้นคืนสภาพกล้ามเนื้อหัวใจให้กลับมาทำงานได้ดีขึ้นกว่าเดิม เราจะเริ่มเห็นการเปลี่ยนแปลงทางคลินิกที่ดีขึ้นได้หลังจากหนึ่งเดือนไปแล้ว และเห็นได้ชัดเจนเต็มที่เมื่อ 3-6 เดือนต่อมา"

ขอขอบคุณ

1. The Washington Times

http://washingtontimes.com/world/20070218-103954-4696r.htm

2. รพ. เจ้าพระยา

http://www.chaophya.com/TH/dis_forum_health/MoreDetail_Journal.php?id=1&center_id=1

กลไกการติดเชื้อ HIV ในขั้นเริ่มต้นของเซลล์ในเนื้อเยื่อช่องคลอด

งานวิจัยเรื่อง Initial Events in Establishing Vaginal Entry and Infection by Human Immunodeficiency Virus Type-1

คณะผู้วิจัย University of Washington School of Medicine, Seattle, WA 98195, USA

ตีพิมพิ์ใน Immunity, In Press, Corrected Proof, Available online 15 February 2007,

การติดเชื้อ HIV ที่ทำให้เกิดโรคเอดส์นั้น ช่องทางหนึ่งที่เป็นประตูเปิดรับเชื้อไวรัสนี้คือ เยื่อผิวหนังที่ช่องคลอดของผู้หญิง ที่เรียกว่า vaginal mucosa ทำให้นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้ทำการทดลองโดยสร้างแบบจำลองการติดเชื้อคือ ex vivo human organ culture system โดยเก็บเนื้อเยื่อผิวหนังส่วนนั้นมาจากผู้หญิงที่ได้รับการผ่าตัดช่องคลอดที่โรงพยาบาลแห่งนี้

จากการทดลองพบว่า

1. เชื้อ HIV สามารถเข้าไปอยู่ในเซลล์ที่ชื่อ Langerhans และ CD4+ T cells

2. สำหรับ CD4+ T cells นั้น เชื่อ HIV จับกับตัวรับที่มีชื่อว่า CD4 และ CCR5 ด้วยกระบวนการ receptor-mediated direct fusion

3. แต่ HIV-1 เข้าไปใน Langerhans cells ได้โดยกระบวนการ endocytosis ผ่านการจับกับตัวรับหลายชนิด เช่น CD4 และ CCR5 รวมทั้ง Langerin receptor และตัวเชื้อ HIV ในระยะที่เรียกว่า virions ก็สามารถอาศัยอยู่ในไซโตพลาสซึมได้เป็นเวลาหลายวัน

งานวิจัยนี้ได้แสดงกลไกขั้นแรกเริ่มของการติดเชื้อ HIV ที่เยื่อบุช่องคลอดของผู้หญิง (mucosal HIV infection) ซึ่งเป็นการติดเชื้อแบบเฉพาะที่ (local transmission) ซึ่งต่างจากการติดเชื้อที่เกิดจากการถ่ายเลือดที่เรียกว่า systemic transmission เนื่องจากที่ผ่านมามีความพยายามทดลองวิจัยใช้ครีมที่มียาฆ่าเชื้อที่เรียกว่า microbicides เพื่อหวังฆ่าเจ้าเชื้อ HIV นี้ แต่เมื่อนำผลิตภัณฑ์เหล่านี้มาทดสอบในระดับคลินิกก็ล้มเหลว เช่น ครีมยี่ห้อ Savvy เป็นต้น

ดังนั้นหากสามารถออกแบบโมเลกุลยาหรือวัคซีนที่ยับยั้งการจู่โจมของไวรัสเอดส์ผ่านกลไกเหล่านี้ได้ ก็จะเป็นการป้องกันการติดเชื้อ HIV ในผู้หญิงจากการมีเพศสัมพันธ์ได้



ภาพประกอบจาก
คณะเภสัชศาสตร์ University of Maryland, USA http://www.pharmacy.umaryland.edu/courses/PHAR531/lectures_old/hiv_1.htm


ขอขอบคุณ
1. Nature News
http://www.nature.com/news/2007/070212/full/070212-10.html
2. Journal of Immunity

ยาดมสลบเหนี่ยวนำให้เซลล์ประสาทตายและสะสมโปรตีนอะไมลอยเบต้า

The Inhalation Anesthetic Isoflurane Induces a Vicious Cycle of Apoptosis and Amyloid ß-Protein Accumulation
The Journal of Neuroscience, February 7, 2007, 27(6):1247-1254

ผู้ป่วยที่ต้องผ่าตัดจำเป็นต้องได้มีการวางยาสลบ ซึ่งเมื่อผ่าตัดเรียบร้อยแล้วอาการที่อาจตามมาได้คือ ความผิดปกติเกี่ยวกับความจำ ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า ยาสลบมีส่วนเกี่ยวข้องกับปัญหาดังกล่าวนี้หรือไม่ รวมทั้งมันทำให้เซลล์ประสาททำงานผิดปกติได้อย่างไร

นักวิจัยได้ทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างยาดมสลบที่ชื่อ isoflurane กับการเหนี่ยวนำให้เซลล์ประสาทเกิดการตายแบบ apoptosis และมีการสะสมของโปรตีนอะไมลอยเบต้า (amyloid ß-protein) ที่เป็นสาเหตุของโรคอัลไซเมอร์ โดยทดสอบในเซลล์เพาะเลี้ยงที่ชื่อ human H4 neuroglioma cells

จากการทดลองพวกเขาพบว่า
1. ยานี้กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ caspase-3 ที่อยู่ในวิถีการตายของเซลล์แบบ apoptosis
2. Aß ยังตอกย้ำเหนี่ยวนำให้ ข้อที่ 1. เกิดได้มากขึ้นอีก
3. เมื่อเซลล์เกิดการตายก็จะเพิ่มการทำงานของเอนไซม์ ß-site amyloid ß precursor protein (APP)-cleaving enzyme (BACE) และ gamma-secretase ทำให้สร้าง Aß เพิ่มขึ้น
4. ยานี้ทำให้ Aß เกาะกันตกตะกอนมากขึ้นที่เรียกว่า neuritic plague
5. กลุ่มของ Aß ก็เหนี่ยวนำให้เซลล์ประสาทตายแบบ apoptosis อีก เกิดเป็นวงจรอุบาทว์ทำให้เซลล์ประสาทตายเรื่อยๆ ในที่สุด




ภาพประกอบจาก University of California, San Francisco
http://www.gladstone.ucsf.edu/gladstone/site/publicaffairs/section.php?id=1323

ต่อไปคงต้องมีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมครับว่า ผลที่เกิดขึ้นในเซลล์เพาะเลี้ยงนี้จะเหมือนกับที่เกิดขึ้นในคนเราหรือไม่ จะสามารถอธิบายอาการความจำเสื่อมหลังจากดมยาสลบก่อนการผ่าตัดได้เพียงใด ต้องติดตามงานวิจัยอย่างใกล้ชิดครับ

ขอขอบคุณ
1. Nature News
2. Journal of Neuroscience

ปวดหนอ

การอ่านเอาความรู้กับอ่านเพื่อให้จำได้ หรือให้เขียนเป็นภาษาอังกฤษให้ได้นั้น อาจจะมีความแตกต่างบ้างไม่มากก็น้อย นักเรียนไทยอย่างผมอาจจะคุ้นเคยกับการทำข้อสอบแบบกากบาทจนชิน การเขียนคำตอบแบบเรียงความที่เรียกว่า essay นั้นถือว่าเป็นงานหนักพอควรภายใต้ข้อกำหนดข้อมูลที่แม่นยำและเวลาที่มีอยู่อย่างจำกัด

วันนี้อ่านหนังสือตั้งแต่เช้าเพราะอีกหนึ่งสัปดาห์ก็ถึงเวลาสอบปลายภาคแล้ว โต๊อ่านหนังสือของวีระพงษ์ก็เหมือนสมัยเป็นนิสิต รกไปด้วยหนังสือ, กระดาษและปากกาสีต่างๆ




วันนี้อ่านทบทวนและทำสรุปย่อเรื่อง sensory and motor system ถึงแม้ว่าจะอ่านเรื่องนี้มาประมาณสามรอบแล้วมั้ง แต่ก็ยังไม่สามารถเขียนเป็นภาษาอังกฤษให้สละสลวยใช้คำระดับเดียวกับในตำราได้

อาการปวด (pain) นั้น เป็นความรู้สึก (feeling) เป็นการรับรู้ของเราเองที่เกิดจากการทำงานของระบบประสาทนำความรู้สึกเจ็บปวด (nociception system) nociception กับ pain ไม่ใช่สิ่งเดียวกัน pain นั้นเกิดจาก nociception สมมติว่าเกิดการกระตุ้นในระดับเดียวกัน คนนึงอาจปวดอีกคนอาจไม่ได้รู้สึกปวดก็เป็นได้ บางครั้งมีการกระตุ้นสมองส่วนที่เกี่ยวข้องกับการปวดตลอดเวลาแต่อาจเกิดกลไกอื่นมาบดบังไม่ให้เรารู้สึกเจ็บปวดกับสิ่งกระคุ้นอันนั้น ทำให้เซลล์ประสาทมันตอบสนองน้อยลงๆ ที่เราเรียกว่าเกิด desensitization

เหมือนกับการที่เราไปฝึกกรรมฐาน ถ้าเราเกิดเวทนาในขณะที่ฝึก เช่น ปวดขาเพราะนั่งสมาธินาน พระอาจารย์ก็ให้เราก็กำหนดจิตว่า "ปวดหนอ ปวดหนอ ปวดหนอ...." สักพักความปวดนั้นก็จะถูกบดบังจากกลไกทางจิตที่ว่า "เวทนาเป็นของไม่เที่ยง" ความรู้สึกที่ว่าปวดก็จะหายไปในที่สุด





ในทางประสาทวิทยาศาสตร์ การนำส่งความรู้สึกเจ็บปวดนั้นเริ่มต้นที่ ตัวรับสัมผัสความเจ็บปวดที่เรียกว่า nociceptors ถูกกระตุ้นจากตัวกระตุ้น เช่น สารเคมี สารสื่อประสาท อุณหภูมิที่ร้อนหรือเย็นมากเกินไป การออกกำลังกายที่หนักเกินไปทำให้ปริมาณโปรตอน (H+ ) เพิ่มขึ้น เป็นต้น

ตัวกระตุ้นเหล่านี้มีผลทำให้ช่องไอออน (ion channels) ที่อยู่บนเยื่อหุ้มตัวรับเปิด ไออนที่อยู่นอกเซลล์ก็วิ่งกรูเข้าไป ทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า action potential คือเซลล์ประสาทพร้อมที่จะทำงานส่งข้อมูลไปให้เซลล์ประสาทตัวอื่นๆ แล้ว กระแสประสาทนำความเจ็บปวดนี้จะถูกถ่ายทอดโดยเส้นใยแอกซอนขนาดเล็ก คือ A delta fiber และ C fiber เข้าสู่ไขสันหลังทางปีกด้านบน (dorsal horn)

รูปด้านล่างนี้เป็นการเปรียบเทียบกลไกระหว่างการสัมผัส (touch) ที่อาศัยวิถีประสาทที่ชื่อ dorsal column- medial lemniscal pathway กับ การปวด ซึ่งอาศัยวิถีประสาท spinothalamic pathway เป็นอะไรที่ต้องจำและยากพอควร





การควบคุมความเจ็บปวดไม่ให้มันเกิดขึ้นหรือให้มันรู้สึกน้อยที่สุด คนเราสามารถทำได้ทั้งในระดับไขสันหลังที่เรียกว่า Afferent regulation (ภาพด้านล่าง) เคยสงสัยไหมครับว่าทำไมเวลาเราปวดแล้วเอามือไปบีดนวดคลึงเบาๆ อาการปวดก็จะทุเลาลงได้ ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะการสัมผัสไปกระตุ้นตัวรับที่ไวต่อการจับ การสั่น ของผิวหนัง ซึ่งตัวรับนี้เรียกว่า mechanoreceptor มันส่งข้อมูลการสัมผัสไปทางเส้นแอกซอนขนาดใหญ่คือ A alpha fiber และ A beta fiber เส้นใยนี้จะไปยับยั้งการส่งสัญญาณความเจ็บปวดที่ปกติถูกถ่ายทอดโดยเส้นใย C fiber ซึ่งเราเรียกลไกนี้ว่า Gate therory of pain


ดังนั้นการนวดคลึงเบาๆจึงช่วยลดความปวดได้โดยผ่านการทำงานในระดับไขสันหลัง ซึ่งสู้กลไกที่ควบคุมผ่านจิตคนเราด้านล่างไม่ได้






อีกทางนึงที่ง่ายเพื่อให้ความเจ็บปวดลงลง (ภาพด้านล่าง) คือ การควบคุมผ่านสมอง อันนี้ผมเพิ่งเข้าใจว่าที่เราไปนั่งกรรมฐานทำสมาธินั้นมันสามารถควบคุมจิตใจคนเราได้หลายอย่าง ฝรั่งก็เลยมาเขียนในตำราว่าอันว่าความเจ็บปวดนั้น คนเราสามารถกดทับมันไว้ไม่ให้แผลงฤทธิ์ได้หลายทาง ยกตัวอย่างเช่น ทหารที่ได้รับบาดเจ็บสาหัสในสมรภูมิรบอาจจะไม่รู้สึกปวดเลยก็ได้ในขณะนั้นเพราะมีความเครียด อารมณ์แน่วแน่ว่าจะต้องสู้เพื่อชาติไทย หรือบอกกับตัวเองว่า ปวดหนอ ปวดก็สักแต่ว่าปวด สังขารไม่เที่ยง เวทนาก็ไม่เที่ยงเช่นกัน ความปวดมันเกิดได้ มันก็ต้องดับไปเองได้


ดังนั้น ผมสรุปตามความเข้าใจตัวเองว่า stoic determination ที่ ตำรา Neuroscience: Exploring the brain เขาเขียนเอาไว้ และผมก็ไปเปิดพจนานุกรมของ University of Cambridge มันก็คือ แก่นของการปฏิบัติสติปัฏฐาน 4 คือ เมื่อรู้ว่าจิตรับรู้ (perception) ว่าเกิดความปวดขึ้นแล้ว ก็สักแต่ว่าปวด ปวดหนอ ปวดหนอ แต่มันก็ดับไปเองได้เพราะว่าเซลล์ประสาทมันเกิดเวทนาที่เรียกว่า desensitization




รูปที่เห็นเหล่านี้เป็นกระดาษสรุปย่อที่ผมเขียนเองทำให้นึกย้อนไปสมัยที่เป็นนิสิต ทำแบบนี้เป็นประจำตอนสอบ ต้องมีปากกาหลายสีเขียนให้เห็นชัดเจน กระดาษแผ่นขนาด A4 ตอนนั้นเคยใช้แบบกระกาษชาร์ตใหญ่ๆ เขียนโครงสร้างปฏิกิริยาในวิชา Pharmaceutical Chemistry ซึ่งทำไว้ดีมาก ใครอ่านไม่ออกไม่สนใจ ขอแค่เราจำได้ว่าเนื้อหาที่เรากำลังถูกถามมันอยู่ส่วนไหนของกระดาษแผ่นนี้ ต้องจำได้เพราะเราเป็นคนเขียนเอง ซึ่งเทคนิคนี้อาจเรียกว่าทำ mind mapping แต่อันนี้ไม่ค่อยสวยหรือเป็นระบบเท่าไหร่

อาหารเสริมจาก The Boots, UK

ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่อังกฤษมีให้เลือกหลายแบบมาก กล่องก็ออกแบบได้สวยมาก จนทำให้ผมต้องเสียเงินซื้อไปหลายสิบปอนด์ แต่ที่ตัดสินใจซื้อก็เพราะประโยชน์ต่อสุขภาพมากกว่าครับ
กล่องแรกนี้เป็นอาหารเสริมบำรุงสายตา มีสารอาหารที่หากินได้ยาก เช่น Lutein, Zeaxanthin, Bilberry extract และอื่นๆ ถ้าไม่ดีจริงผมไม่กล้าซื้อกินหรอกเพราะแพงมากๆ



ส่วนกล่องด้านล่างนี้เป็นโสมเกาหลีเพื่อบำรุงร่างกายและระบบภูมิคุ้มกันโดยรวม มาอยู่ที่อังกฤษยังไม่เคยไปร้านยาไหนเลยนอกจาก The Boots เพราะว่าของเยอะ ราคาไม่แพง และที่สำคัญผมเคยเป็นเภสัชกรที่ร้านบูทส์ที่เมืองไทย ดังนั้นคุ้นเคยกับร้านนี้เป็นที่สุด

Interview for PhD @ King's College London

เมื่อวันที่ 8 กุมภาพันธ์ 2550 ได้ไปพบกับ Dr Stephen Minger ที่ King's College London
เพื่อคุยถึงความเป็นไปได้ในการเรียนปริญญาเอกกับเขา วันนี้เลยขอเก็บภาพบริเวณมหาวิทยาลัยแห่งนี้เดี๋ยวดองไว้นานจะไม่ดี





ป้ายบอกทางเข้า Guy's Campus

บริเวณนี้เป็นสวนหย่อมทางเดินเชื่อมระหว่างห้องสมุดกับตึก Reception วันที่ไปนั้นหิมะตกพอดี





ตึกด้านล่างนี้ คือ Hodgkin Building ใช้เป็นอาคารเรียนของหลายคณะและที่สำคัญเป็นที่ทำงานของ Dr Stephen Minger

จะได้เรียนที่นี่หรือไม่ยังไม่ทราบได้ แต่วันนั้นถือเป็นประสบการณ์ชีวิตที่วิเศษมาก

Interview for PhD @ University of Cambridge

Snow Jan 24, 2007