超声被广泛用于进行身体检查，并且正在有机会将其应用扩展到帕金森氏病、痴呆和糖尿病的治疗。国立清华大学（台湾新竹）的一个由分子医学研究所的林玉春副教授和生物医学工程与环境科学系的叶志光教授领导的研究小组，通过注射进入大脑深部区域的超声波高度敏感的细胞蛋白，然后使用超声波激活神经元细胞，成功地改善了小鼠帕金森氏病的运动症状。他们的创新研究已发表在《纳米快报》上，其无创治疗已在台湾和美国获得专利。

由NTHU的Lin Yu-Chun Lin（左）和Yeh-kuang Yeh领导的研究小组已将超声的应用扩展到了帕金森氏病的治疗。

林教授长期以来一直在寻找一种安全、无创的方法来控制细胞活性。尽管光波是安全的，但它们只能穿透约0.2厘米的深度；电磁波可以穿透很深，但缺乏精确度。相比之下，超声波穿透的深度最大为15 cm，并且可以聚焦在患处。因此，挑战在于如何使细胞对超声作出反应。欢迎大家加入我们肠道菌群重建方案与案例圈子，学习肠道菌群重建方法，平均降低血糖20%、糖尿病白蛋白34%以上，整体改善健康，点击以下卡片中‘进入圈子’加入我的圈子。

林教授说，几乎所有的哺乳动物都具有一种称为prestin的高频听觉压力蛋白。但是，人体内的Prestin对超声波几乎没有敏感性。相比之下，海豚，鲸鱼和声纳蝙蝠中的Prestin对超高频声波高度敏感。通过比较它们的prestin蛋白序列，Lin发现它们都有一个特殊的氨基酸，他将其定植在小鼠细胞中以修饰其prestin蛋白，这导致细胞感应超声波的能力立即增加了十倍。

林教授的下一个任务是找到一种使用超声波治疗疾病的方法，为此，他求助于超声专家叶教授，后者设计了一种方法，将Prestin基因片段包裹在微小的气泡中，这些气泡可以通过静脉注射导入目标区域。施加超声波后，气泡会破裂，将基因片段引入靶细胞，从而激活其检测和响应超声波的能力。

“帕金森氏病和阿尔茨海默氏病是由大脑中细胞的变性和死亡引起的。但是，一旦将具有prestin基因片段的细胞移植到目标区域后，便可以使用超声波唤醒萎缩的细胞，使其开始形成新的神经联系。”

国立清华大学生物医学工程与环境科学系叶志光教授

该小组制作了一段视频，展示了帕金森氏病小鼠越过木桥时如何停止短暂运动，以及经过细胞移植和超声处理的同一只小鼠如何轻松越过桥。还发现该治疗导致脑中多巴胺水平的显著增加，证明了其在治疗帕金森氏病中的有效性。

林教授说，同样的程序也可以通过刺激产生胰岛素的细胞来治疗糖尿病。

糖尿病的发生与胰岛细胞的功能性减退密切相关，如果能够用这种方法改善胰岛，应该可以为广大糖尿病患者带来福音。

参考论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b04373