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趨勢快訊
研究發現食用西洋接骨木之漿果可緩解流感症狀
2019/05/06
流行性感冒(簡稱流感)是由流感病毒造成的傳染性疾病,常見的傳染途徑為飛沫傳染,感染後有發燒、流鼻水、喉嚨痛、肌肉痠痛、頭痛、咳嗽及疲倦感等症狀產生。患者在接觸病毒兩天後發病,症狀可持續長達一至兩週,在其間可能因免疫力下降而產生如病毒性肺炎、細菌性肺炎等其他併發症。為治療流感病毒造成的流行性感冒,在醫療上不外乎給予抗病毒藥物或建議患者多休息、補充水分等作法。除了現行藥物予以治療外,或許能從人們常吃的食物及常服用的草藥中,找出能緩解或治療病症的食材及藥材。澳洲雪梨大學(University of Sydney)的最新研究發現,食用西洋接骨木(elderberry;Sambucus nigra)的漿果對於流感治療具有正面的效果。   長久以來西方將西洋接骨木作為藥用,經多次觀察與經驗發現,西洋接骨木具有緩解流感的功能,甚至部分研究也已證實其治療的效果。然而,鮮少有研究針對其中的抗病機轉與抗病成份進行系統性的分析。經雪梨大學團隊的研究發現並證實西洋接骨木果實的成分中,含有對抗流感病毒的成分。該團隊發現,果實內所含的某種花青素成分──cyanidin 3-glucoside (花青基-3-葡萄糖苷,簡稱:cyn 3-glu)能在病毒感染宿主細胞初期有效地阻止流感病毒與宿主細胞上醣蛋白結合過程;同時也能在病毒感染末期發揮作用。在另一方面,透過觀察IL-6、IL-8與TNF等抗發炎指標發現,西洋接骨木漿果萃取物確實能於提升細胞抗發炎反應,增強人體免疫力。【延伸閱讀】食用藻類可以有效減緩腸道症狀   研究團隊的這些發現,顯示西洋接骨木漿果萃取物在治療抗流感病毒方面的潛力。該研究可望優先應用在抗病毒藥物的研發方面,並預計於未來朝向活體試驗、功能性療效等方面進行更進一步的研究。   該研究已發表在<Journal of Functional Foods>。
世界衛生組織已逐步為人體基因編輯規劃治理架構
2019/04/30
聯合國世界衛生組織(World Health Organization,簡稱WHO)為因應新興基因編輯(genome editing)技術在人類應用上造成的倫理道德、醫療行為及社會法律等諸多議題,遂於去年底成立全球跨領域專家工作小組(global multi-disciplinary expert panel)。透過專家學者們重新審視其中的問題,並擬定全球遵循之規範標準,將相關建議定期提供給WHO參考。最近,跨領域專家工作小組已針對人體基因編輯的研究行為進行探討,於3月18-19日召開首屆諮詢會議,在為時兩天的跨領域專家討論中,專家委員們審視了近期人體基因編輯研究行為,其中也回顧發生在中國的基因編輯嬰兒事件。   針對涉及醫療行為及倫理道德的部分,專家委員們認為以基因編輯進行的人體醫療行為在現階段是不負責任的作法。專家委員們認為應在人體基因編輯研究期間,將研究內容透明公開。另外專家委員們進一步提出,應由WHO設立全球統一監管的單位,釐清基因編輯目前在科學方面的進展,並確保現階段的科學技術符合現階段的科學及道德標準。該想法是從事人體基因編輯研究前,應先進行登記作業(registry),確保研究過程在公開透明的情況下進行監督。【延伸閱讀】英國國家農民聯盟認為未來新育種技術之作物將具有極大的潛在效益   在未來,跨領域專家工作小組將廣邀從事人體基因編輯研究的個人或研究團隊進行討論,相互交流時下科研現況及各政府規範,以確保研究過程中符合相關科學及道德規範。未來也會發展技術規範準則及適合的工具,降低基因編輯對人們可能造成的危害。在未來的兩年內,跨領域專家工作小組會透過一系列的會議匯集各界意見,最終提出可擴充、永續應用在各級層面的全面性治理架構(governance framework)。最後,跨領域專家工作小組也會匯集包含技術專利、社會科學、倫理學、社會科學等領域在內的意見。   WHO試圖透過建立公開透明的登記作業制度,分享各國現階段人體基因編輯的研究成果,並進行有效的管理作業。目前這項制度仍由WHO進行意見蒐集與規劃中。
研究發現咖啡含有抑制攝護腺癌細胞的成分
2019/04/22
攝護腺癌(prostate cancer,又稱前列腺癌)是臺灣男性常見的癌症之一,其發生率與年齡及性別有關。根據行政院衛生福利部國民健康署統計可發現,105年攝護腺癌發生率在全國十大死因中高居第四,其好發族群與年齡多為40-70歲的男性。近年來在衛教推廣下,機能性產品也越來越受國人重視,其中咖啡作為當代重要的經濟作物、現代人不可或缺的飲品外,先前的研究也自咖啡豆中鑑定找出許多具有抗癌的效果的次級代謝物成分。   近期一項由日本金澤大學(Kanazawa University)的研究團隊發表與咖啡相關的醫療研究顯示,咖啡中含有多種抑制攝護腺癌細胞的成分,這些化合物多半具抗發炎或抗癌的機能。研究團隊首先測試其中6種由咖啡合成的化合物,觀察其對攝護腺癌細胞的抑制效果。實驗發現乙酸咖啡豆醇(kahweol acetate)與咖啡醇(cafestol)這兩種雙萜類(diterpene)化合物具有延緩攝護腺癌細胞生長與抑制癌細胞轉移的效果,接著研究團隊便進行動物試驗,將具有攝護腺癌細胞的大鼠分別分成未處理的控制組、以乙酸咖啡豆醇進行處理的實驗組、以咖啡豆醇(kahweol)進行處理的實驗組與加入兩種雙萜類進行處理的實驗組。實驗結果顯示,雖然各別加入乙酸咖啡豆醇或咖啡醇的實驗都觀察到大鼠體內的攝護腺癌細胞受不同程度的抑制,然而同時加入兩種化合物的效果與控制組相比,在統計上顯著地抑制癌細胞的生長。【延伸閱讀】研究證實咖啡加工的副產物萃取物富含許多機能性成分   研究發現,攝護腺癌細胞在乙酸咖啡豆醇與咖啡醇兩者協同作用(synergistic effects)下,可有效地抑制攝護腺癌細胞的生長。雖然咖啡中含有這兩種抑制癌細胞生長的化合物,然而化合物在生物體中的確切機轉與可能產生的副作用仍屬未知,加上人體試驗並未進行,該研究仍有待未來更進一步的研究證實其生化機能及療效。   該研究由日本學術振興會資助,相關研究成果已發表在<The Prostate>。
遺傳工程蛋雞可望成為治療人類疾病的新希望
2019/03/21
雞蛋在飲食上,是平價、易取得的蛋白質來源,在醫療上則是作為流感疫苗的主要材料。近期的研究指出,未來可透過遺傳工程的方式,將雞蛋變成具有抗癌療效的蛋白質類藥物(protein drugs)。   遺傳工程技術是以任一生物作為表現載體,將人們感興趣的遺傳性狀植入生物體中,透過較有效率的表現,藉此獲得相對應的表徵或目標蛋白。英國愛丁堡大學(University of Edinburgh)以遺傳工程的方式,對蛋雞進行改良,做為生物反應器(bioreactor),使其穩定產下具抗癌效果的雞蛋。   愛丁堡大學的研究團隊最初鎖定人體免疫系統中,具有抗癌效果與治療潛力的兩種蛋白,分別為干擾素α2a (IFNα2a)與巨噬細胞群落刺激因子(macrophage-CSF1),前者具有抗病毒與抗癌的效果,後者則具有刺激身體組織修復的機能。在確認治療蛋白後,研究團隊以蛋雞做為載體,將IFNα2a及CSF1的基因轉殖到其中,讓遺傳工程蛋雞產下的雞蛋中含有IFNα2a及CSF1兩種抗癌蛋白。研究團隊表示,只需2-3顆抗癌蛋,便能達到相當於1次療程所需的藥物劑量,對於一年可生產300多顆雞蛋的母雞而言,是個相當具有經濟效益的一項作法。現階段研究雖已初步確認其遺傳工程效果,但未來仍需近一步透過動物及臨床試驗驗證其療效。【延伸閱讀】研究進一步證實咖啡因可提升男女運動員的運動能力   在未來,傳統的養殖產業可望藉由生物技術手段,將原本普通的雞蛋變成高附加價值的藥品。雖然愛丁堡大學的研究距離商業化生產與臨床應用仍有一段距離,但研究的突破將成為抗癌的新希望。
微生物代謝產物可幫助預防腸道發炎
2019/03/08
動物腸道具有豐富的共生微生物群,可促進食物分解或合成許多所需養分,而腸道微生物對於人類健康非常重要,近年來大量的研究強調了腸道微生物相與宿主間的健康關係,包含癌症、神經系統疾病、肥胖、代謝疾病等,一旦微生物相失衡與免疫系統發生問題,就容易引起腸道發炎反應。   鞣花酸(ellagic acid)是一種酚類化合物,存在於許多水果當中(如石榴),在腸道經過微生物代謝後會轉變成Urolithin A,具有抗發炎與抗氧化的功能,對於心血管疾病和糖尿病等具有潛在的預防效果。但因生活、飲食、藥物使用等習慣差異,使得人體內的微生物相與Urolithin A的含量並不相同,無法確定這些代謝產物對人體健康的影響,故美國路易斯維爾大學(University of Louisville)則針對Urolithin A及相似結構的UAS03進行研究。   研究人員以動物腸炎模型進行試驗,發現Urolithin A可透過AhR(aryl hydrocarbon receptor)-Nrf2 (nuclear factor erythroid-2-related factor)途徑強化動物腸道屏障的完整性,並減輕腸道發炎的症狀。此外,因Urolithin A在胃中會會受到pH值和消化酶等影響,使得結構發生改變而失去活性,故團隊合成了結構相似但更加穩定的UAS03,同樣具有類似的功效。【延伸閱讀】動物實驗證實啤酒花機能性成分可幫助減緩代謝症候群及調整身體腸道菌相組成   為了維持體內Urolithin A濃度,需要補充含有鞣花酸的食物,但過量使用抗生素和現代飲食趨勢可能導致腸道微生物生態失衡,使得轉化效率不彰。此研究藉由發掘食物當中的功能性營養素與微生物代謝產物幫助維護腸道健康,未來或許是協助預防發炎性腸道疾病(Inflammatory Bowel Disease)的潛在方法之一。   相關研究發表於<Nature Communications>。
伴侶動物對居家醫療的貢獻潛力
2019/02/23
伴侶動物大多容易馴服,可與人類一同生活並培養親密情感,尤其在現今少子化、高齡化的環境下,人們多將伴侶動物視為家庭的一份子。其中狗具有感官敏感、智商高、容易訓練、性格溫馴等特點,除了居家陪伴功能,還被訓練成檢疫犬、緝毒犬、搜救犬、導盲犬等,現在更有人看中狗與人類的親密性,發展出利用犬隻即時覺察人類疾病的醫療培訓研究。   糖尿病(diabetes)是一種代謝性疾病,患者可能受遺傳、環境、生活習慣等因素影響,發生血糖控制失衡的情形,若無法及時治療,可能引發其他併發症。受益於科學技術的發達,患者於日常中可以各種手段主動監控自身血糖與健康狀況,而部分案例顯示,寵物犬可覺察到主人的低血糖並發出反應,推測在理想狀態下,受過訓練的狗可幫助改善患者的生活品質,即時提醒主人血糖的變化。   因此英國布里斯托大學(University of Bristol)此次進行長達6-12週的觀察,涵蓋27隻狗與超過4,000次的血糖監測,發現狗對於主人低血糖的狀態比起高血糖更為敏感,且良好的訓練獎勵、血糖快速下降、糖尿病較為嚴重等因素皆有助於提升狗對主人血糖變化的敏感度;而且狗在發現主人的血糖變化後會在血糖超出正常範圍前,先做出警示行為。【延伸閱讀】研究發現食用西洋接骨木之漿果可緩解流感症狀   研究也顯示,雖然在試驗開始前,犬隻在培訓場所可達成75%的認證標準,但若場景改為家中,則敏感度也會受環境變化而影響,並推測狗對高血糖發作的檢測能力可能是來自於主人的行為線索,而對低血糖的覺察主要通過嗅覺展現。   相關研究展現狗對糖尿病患者的非侵入性血糖監測潛力,結果發表於<PLOS One>。
辣椒中的辛辣成分具有類似抗憂鬱藥的特性
2019/02/07
憂鬱症是一種精神疾病,影響著全世界近3.2億人。雖然目前臨床上已有輔助病患的處方藥物,但患者對於各類型藥物的治療反應不一,且使用藥物也須承擔副作用風險,亟需開發其他協助患者的方式。   辣椒是世界上廣泛使用的香料之一,可在哺乳動物口中造成刺激性,並促進食用者發熱,提升血液循環。而辣椒素(capasacin)是辣椒中的辛辣成分,也能活化神經細胞膜上的瞬態感受器電位陽離子通道TRPV1 (transient receptor potential cation channel, subfamily V, member 1)。   TRPV1是一種與痛覺感受和人體體溫調節有關的受器,同時也與動物的情緒控制相關;過往研究發現,當抑制TRPV1表達會使得老鼠的行為表現較為憂鬱。墨西哥科利馬大學(Universidad de Colima)以大鼠的動物行為模型進行測試,觀察辣椒素抗憂鬱的效果。【延伸閱讀】研究發現經常喝茶與降低全因死亡風險和罹患心血管疾病比率有關連   研究人員發現注射劑量界於0.05-0.25mg/kg的辣椒素能有效改善大鼠於試驗中的憂鬱程度,而0.01mg/kg辣椒素+5mg / kg阿米替林(amitriptyline),比起單純使用阿米替林的效果更好。然而,許多人無法忍受辣椒素的刺激感,化學結構類似於辣椒素的palvanil也具有改善大鼠憂鬱的效果,但不具刺激性。   這些結果顯示辣椒素或許具有改善動物憂鬱的潛力,未來需要經過更多實驗驗證其在其他動物和人體內的功效,相關研究發表於< Physiology & Behavior >
蝦殼有助於對抗耐抗生素的超級細菌
2019/01/31
根據澳洲漁業研究與開發公司(Fisheries Research and Development Corporation, FRDC)的數據顯示,澳洲人每年吃掉超過33,000噸的甲殼類動物,所產生的殼廢棄物也相當可觀,通常只能作為垃圾掩埋丟棄。而殼聚醣(Chitosan,又稱幾丁聚醣)是構成甲殼的主要物質之一,具有水溶解度低、無生物毒性、可被生物降解等特性,而且是除了纖維素以外,地球上含量次多的生物聚合物,這些豐富且便宜的原料非常適合進行加工利用,以促進環境永續性。   由於早期抗生素濫用等因素,造成耐藥性細菌的廣泛出現,患者的傷口有時難以使用一般抗生素治療。現在澳洲昆士蘭科技大學(Queensland University of Technology, QUT)的研究人員已經找到了一種方法將甲殼廢棄物變成抗超級細菌的傷口治療材料,可用於潰瘍後不易恢復的糖尿病患等患者。   研究員Phong Tran表示,雖然採用甲殼類動物殼所製成的粉末並不是全新的來源,但是只要在加工時去除重金屬等雜質,就能夠確保殼聚醣原料的安全性。將原料溶解在酸性溶液中,再將一層薄薄的液體倒入容器中並冷凍,使殼聚醣成形,後續再將酸中和以取出薄膜,這種膜具有適合治療傷口的許多特性,傷口附近的細胞會在這些多孔膜中移動且生長良好。此外,實驗發現這種膜當注入含硒(selenium)和銀(silver)等抗微生物劑時可以殺死耐甲氧西林(Methicillin-resistant)的金黃色葡萄球菌(golden staph),進而阻止超級細菌於培養皿中擴散,形成明顯的抑菌圈。而且這種膜與人體皮膚高度相容,因此具有用於皮膚移植的潛力。【延伸閱讀】醋酸纖維素與麥盧卡蜂蜜製作的傷口敷料的應用潛力   醫院人員出入頻繁,也是病患與傷患集中治療的場所,容易成為各種超級細菌的溫床;免疫力低下或慢性發炎的病患受傷後往往不如一般人恢復迅速,採用抗菌效果良好的敷料有利於傷口修復。Tran正在與墨爾本大學合作,希望在膜中加入更多的抗菌藥物,昆士蘭州的Biomedical Innovation公司也在展開相關計畫。
來自剛果植物中的化合物對抗胰腺癌細胞的應用潛力
2019/01/28
人體內的細胞具有長短不一的壽命,為了補充老化與死亡細胞的耗損,前驅細胞通常每隔一段時間便會進行細胞分裂,以產生足夠的新細胞幫助器官與組織繼續執行正常工作。而癌細胞的增生速度與代謝比一般正常細胞快上許多,對營養和氧氣的需求也更大,因此在癌細胞大量增殖後的微環境中,養分與氧氣的含量較周邊更低,使得內層細胞可能因為飢餓而死亡,但人類的胰腺癌(Pancreatic cancer)細胞對於這樣的環境具有高度耐受性,這種現象稱為austerity,也是造成一般抗癌藥物對抗胰腺癌細胞效果不彰的原因。   胰腺癌的早期症狀不明顯,常容易受到忽視或誤診,作者表示,胰腺癌是最致命的癌症之一,病患的五年生存率小於5%。部分科學家進便將研究方向轉向於營養缺乏條件中選出抑制癌細胞austerity的有效物質;而2004年開發出的抗癌藥物-Kigamicin D就是以消除austerity作為新的癌症治療策略。【延伸閱讀】飲用烏龍茶可能有助於預防乳癌   現在,來自日本、德國和剛果民主共和國的研究人員在剛果的藤本植物Ancistrocladus likoko中分離出一種化合物,其命名為ancistrolikokine E3 (5,8'-coupled naphthyldihydroisoquinoline alkaloid ancistrolikokine)。此化合物可在營養缺乏的條件中抑制胰腺癌細胞PANC-1的Akt /mTOR途徑,並誘導細胞型態發生改變,導致細胞死亡,且具有抑制癌細胞遷移(migration)和群落形成(colony formation)的效果,或許是一種有潛力的新藥開發來源。   相關研究發表於<Journal of Natural Products>
協助微生物相分析與機能性開發的新平台
2019/01/17
近年來微生物相(microbiota)的研究蓬勃發展,這些棲息在動植物體內或是環境中的豐富微生物具有影響動植物生理或是環境變化的重要功能,人類腸道微生物相的族群消長則容易影響生理代謝和身體健康,且隨著性別、人種、年齡、飲食習慣與生活環境等。另一方面,「預防勝於治療」的觀念已廣為人知,了解個體獨特的生理變化,再採取適當的改善辦法是一種更加精確的健康管理方式。   隨著功能性產品的市場逐漸壯大,開發商與消費者對於個性化營養強化與消化道健康的興趣也日益濃厚。為此芬蘭公司GutGuide提供了一系列個性化的腸道檢測服務,透過開發液體穩定劑以固化寄送期間的糞便樣本,強化樣本收集的方便性,並使用高效的專利流式細胞儀技術進行微生物群分析,再比較健康成人腸道微生物數據庫,可確定近70%的腸道菌群,幫助客戶了解菌相差異與肥胖、大腸激躁症、乳糜瀉甚至憂鬱症間的關係。且客戶與健康專業人員可以創建私人的帳戶,定期詢問進度和結果,相關數據均受良好保護。【延伸閱讀】歷史性種子樣本監測基因變化性   只要微生物資訊持續累積,資料庫將會越加完備,分析成本也會更有競爭力,未來此平台更可協助廠商進行開發口腔牙齦炎、過敏性皮膚和腸道健康相關的機能性產品,以呼應特定客群的需求。考量於人種及飲食習慣的差異,目前此分析平台仍以歐洲市場為主,或許可再藉由技術移轉或新的數據庫收集以擴大使用區域。
喝咖啡可能減緩阿茲海默症和帕金森氏症疾病風險
2018/12/22
咖啡是全世界消費最廣泛的飲品之一,因烘焙條件或製作方式等可進行多種風味與咖啡因含量之調整,每年的消耗量可達約500億杯。過去人們普遍認為咖啡中含有咖啡因,咖啡因是咖啡中一種可穿透大腦血腦障壁的生物鹼,具高度的生物利用性,可短暫改善警覺性、注意力和記憶力等生理反應,且飲用咖啡似乎與降低阿茲海默症(Alzheimer's disease)及帕金森氏症(Parkinson's disease)等疾病風險相關,但除了咖啡因以外,咖啡中還含有多種綠原酸(chlorogenic acid)、類黃酮、單寧和黑色素等物質,且目前尚未清楚咖啡提供神經保護的機制。   類澱粉蛋白(amyloids) 是一種不可溶的纖維狀蛋白質,目前已知人體內部分蛋白質會因結構錯誤折疊,導致該蛋白質會與其本身、或與細胞內其他蛋白質形成纖維狀的沉積物。在阿茲海默症和帕金森氏症等患者的神經系統中,都可以觀察到大量類澱粉蛋白的堆積;因此許多學者相信此現象可能是導致腦部或其他器官功能退化或功能障礙的原因。   加拿大Krembil Brain Institute則探討淺培、重培及去咖啡因重培等3種不同形式的即溶咖啡與六種咖啡中的成分,包含咖啡因(caffeine)、綠原酸、奎寧酸(quinic acid)、咖啡酸(caffeic acid)、槲皮素(quercetin)和phenylindane等,與阿茲海默症及帕金森氏症相關的β澱粉樣蛋白(beta-amyloid)、tau蛋白(tau protein)及α-突觸核蛋白(alpha-synuclein)之聚合作用。【延伸閱讀】辣椒中的辛辣成分具有類似抗憂鬱藥的特性   研究發現三種即溶咖啡對這些蛋白的聚合具有程度不一的抑制效果,但個別成分的抑制效果則具有明顯差異,顯示咖啡的神經保護功效可能源於多種成分的協同作用,而Phenylindane 是當中唯一被證實,具有可有效抑制β澱粉樣蛋白和tau聚集的雙重效果。Phenylindane是在咖啡豆烘焙過程中所產生,烘焙時間越久,Phenylindane濃度也越高,這也是造成重培苦味的主因。   相關研究結果發表於Frontiers in Neuroscience,未來團隊將研究這些化合物的效益,與是否有進入血液與穿過血腦障壁的能力,以協助減緩阿茲海默症及帕金森氏症等疾病風險。
蜂毒可以幫助治療異位性皮膚炎
2018/11/05
異位性皮膚炎(Atopic dermatitis,簡稱AD)是一種反覆發作的過敏性皮膚疾病,發病原因至今尚未明瞭,推測可能與遺傳有關,加上天氣、環境、壓力的催化使得患者產生發炎、搔癢、紅腫、脹痛等症狀。   目前有數種緩解方法,例如使用類固醇、抗組織胺、潤膚膏、鈣調神經磷酸酶抑製劑和免疫抑製劑等,減少病患在日常生活中的不適,但這些藥劑可能具有不同程度上的副作用,因此有部分研究採用天然藥草或蛇毒等萃取物,以期盡量在不影響人體健康下治療異位性皮膚炎。   蜂毒是蜜蜂(Apis mellifera)分泌之具芳香氣味的透明或淺黃色液體,蜂毒中的成份非常複雜,包含多肽、酶、組織胺、有機酸及其他微量元素。其中蜂毒肽(melittin)是蜂毒的主要成分,約占蜂毒乾重的50%,是由26個氨基酸組成胜肽,具有抗發炎的功效,但至今尚未有針對蜂毒肽緩解異位性皮膚炎的相關研究。【延伸閱讀】攝取綠茶萃取物結合運動能減少小鼠的脂肪肝生成   韓國大邱天主教大學(Catholic University of Daegu)和澳洲查爾斯特大學(Charles Sturt University)為此進行合作,測試蜂毒及蜂毒肽對小鼠和人體細胞的影響,發現蜂毒和蜂毒肽可通過調節輔助T細胞分化,進而改善由皮膚的發炎情形。顯示蜂毒和蜂毒肽適合應用於局部體表。
含有薑黃素的奈米載體可緩解高眼壓引發的視網膜神經節細胞損傷
2018/09/17
青光眼的發生常伴隨著不同病因,但都會造成視神經的萎縮或凹陷,使得病人的視野缺損或縮小。多數的青光眼病人是屬於原發性,目前所了解的醫學知識無法找出原因;也有部分病人是由於母體感染造成的先天性青光眼,或是因為外傷、眼內發炎、或各種眼睛手術後的併發症,都可能引發青光眼,此種症狀影響全球6000萬人,並造成840萬例失明。然而,青光眼的治療方法無論是藥物、雷射及手術等都只能延緩視力惡化,往往當病人因視力模糊而就醫時,視神經已發生不可逆的傷害。   薑黃素(Curcumin)是一種來自於薑黃的多酚類物質,長期以來被認為具有抗發炎與減緩神經退化性疾病發展的效果。然而,薑黃素的水溶性與生物利用度低,需要口服較大劑量才可能具有一定程度的效果,但可能造成消化道負擔。因此英國倫敦大學眼科研究所(University College London Institute of Ophthalmology)開發了利用非離子性介面活性劑TPGS(D-α-tocopherol polyethene glycol 1000 succinate)和熱可逆水膠Pluronic F127製作薑黃素奈米載體,此載體使薑黃素的溶解度提高了近400,000倍,可添加於眼用滴劑作為眼睛局部使用。而在動物實驗上,高眼壓症與視神經阻斷術大鼠在滴劑處理三週後,可緩解視網膜神經節細胞的損傷,顯示此種方式可緩和高眼壓的衍伸症狀。【延伸閱讀】薑黃素能改善記憶和情緒   此外,由於薑黃素可與β類澱粉蛋白結合,未來或許也可應用在阿茲海默症(Alzheimer's disease)的檢測中,透過非侵入性的眼部檢查以判斷神經變化狀況。相關研究發表於<Scientific Reports>
綠茶兒茶素減少動脈硬化的相關機制
2018/08/01
動脈粥狀硬化(Atherosclerosis)是指血管中因低密度脂肪堆積,產生由脂肪、平滑肌細胞、細胞殘渣、纖維蛋白等構成的斑塊(plaque),使得血管逐漸變得狹窄而缺乏彈性,血壓上升且血流量降低,周邊組織之氧氣與養分供應也會隨之減少。當粥狀硬化發生在心臟冠狀動脈或大腦中,容易造成腦部或心臟缺氧等傷害,若未調整生活作息與飲食,隨著年紀增長,阻塞將愈發嚴重,引發心臟病、高血壓等代謝症候群發生。   茶是世界上流傳最廣泛的飲品之一,依照製程可區分為綠茶(不發酵茶)、青茶(半發酵茶)與紅茶(全發酵茶)等,其中綠茶含有胺基酸、兒茶素、咖啡因等物質,具有良好的提神、抗氧化、殺菌等效果;目前已有許多研究證實綠茶中的兒茶素能夠幫助預防動脈粥狀硬化與代謝症候群的發生。而英國蘭卡斯特大學(University of Lancaster)針對兒茶素進行研究,發現兒茶素中的表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)於肝素(heparin)存在的狀態下,能夠結合Apolipoprotein A1 fibrils,並增加斑塊溶解度,減少其沉積於血管中的機會。【延伸閱讀】兒茶素奈米載體具應用在癌症治療上的潛力   由於綠茶中仍含有其他成分,為了從茶中取得足夠的EGCG的情況下可能也使人過量攝取咖啡因而影響健康,因此目前研究正朝如何維持血液中足量EGCG的方向進展。未來或許會稍微修改EGCG的結構,以提高生物利用效果,或是藉由注射等方式準確的將其傳送至斑塊附近。   相關研究結果發表於<Journal of Biological Chemistry>
醋酸纖維素有效促成骨骼與植入醫材之連接
2018/07/24
退化性關節炎是老年人常見的骨科疾病之一,常造成患者日常生活中的行為障礙,置換人工關節可幫助患者提高生活品質,是近年來醫師逐漸採用的醫療方式之一。隨著全球老年人口數量逐漸上升,人工關節需求市場也日漸擴大,而相關材料也朝向合金、聚乙烯、陶瓷等多元化發展。考量生態與環境狀況,現今社會提倡使用可再生資源製成複合材料以提升材料永續性,而這波風潮也衍伸至生物醫學產業中。   在骨骼整合手術中使用金屬植入物可能引起人體輕重不一的過敏症狀,且置於人體後依其腐蝕與磨損程度不同,具有一定的使用年限。羅馬尼亞的布加勒斯特理工大學(Politehnica University of Bucharest)利用醋酸纖維素(cellulose acetate)製成人工合金骨骼的外膜,並將白藜蘆醇(resveratrol)固定於膜上,能有效減緩金屬受到遇酸腐蝕的情況,並減少金屬離子釋放對周圍細胞所造成之不良影響,且醋酸纖維素膜的多孔性有助於誘導骨細胞移入並連接植入物;經過約6至12個月之後醋酸纖維膜會於生物體內逐漸降解,只留下與骨骼連接良好的植入物。此外,團隊也於細胞實驗中證實,白藜蘆醇有助於幫助小鼠骨母前驅細胞(preosteoblast)MC3T3-E1移動與增殖,且增殖形狀趨近於天然骨骼的構造。【延伸閱讀】最新研究發現馬鈴薯與市售能量果膠均可供運動員發揮最佳效果   在此項研究中所使用的材料取自天然來源,不但自然界中含量豐富,回歸環境時也對環境無害,若能持續發展應用,有利於減少植入手術後患者的不適與手術失敗率。  相關研究發表於<Applied Surface Science>
棉花纖維氣凝膠於醫療上之應用
2018/06/26
氣凝膠(Aerogel)是著名的輕材料之一,最早於20世紀30年代出現,因其多孔性、輕盈、吸收力強、導熱性差、吸濕性佳等特性,雖呈現固體外觀,但密度極低;由於以上獨特的性質,氣凝膠具有多種用途,包含油汙清潔、隔音、隔熱材料、吸收性醫療材料等。傳統上,醫療人員面對大量出血的傷患通常採加壓處理,依靠患者體內的血小板形成血栓,以減少血液流失的速度;而纖維素製成的氣凝膠能夠迅速吸收大量出血,並且填充於傷口附近,能夠更加迅速止血。【延伸閱讀】蝦殼有助於對抗耐抗生素的超級細菌   然而目前商業化製造的纖維素氣凝膠仍具有使用限制,除了需要長達15秒的時間才能完全膨脹,氣凝膠與血的親和力不佳,無法及時吸收流失的血液,因此仍具有相當大的改善空間。由於棉花纖維中含有大量的纖維素,且排列構造使其具有良好的親水性,因此新加坡國立大學工程學院使用棉花纖維作為原料開發出一款製造快速、價格低廉且環保的棉花氣凝膠。此款氣凝膠的注射器中含有殼聚醣(Chitosan)成分,注射後的氣凝膠可在4.5秒內完全膨脹,體積成長成原本的16倍,除了能幫助血液凝結,也具有較好的生物相容性,減緩患者過敏的機會。   除了良好的壓縮及回復效果,此款氣凝膠的製造時間只需8小時,比起現今的商業製造氣凝膠快20倍,更適合快速且大量的商業化生產,具有全面供給醫療及居家護理使用之潛力,相關研究發表於<Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects>。
中國利用基因編輯技術開發亨丁頓舞蹈症豬模型
2018/05/30
亨丁頓舞蹈症(Huntington's Disease,HD)屬於一種神經性退化疾病,為第四對體染色體的顯性遺傳,發病後會導致腦部神經細胞持續退化,造成病人無法控制自身運動,甚至發生身體僵硬與智能衰退的情形,透過電腦斷層掃描可明顯見到腦部萎縮狀況。多數患者為成年後發病,從初期的平衡失調、情緒異常到中後期的不自主運動與認知能力衰退,患者常死於跌倒、感染或其他相關併發症,目前尚無治癒該病症的方法。   早期關於此疾病的病程研究多以小鼠作為模型動物,然而小鼠與人類親緣關係較遠,以小鼠作為研究模型時無法完整呈現人類生病時的病況進展。中國暨南大學與美國埃默里大學(Emory University)醫學院合作,利用基因編輯(CRISPR/Cas9)技術將亨丁頓舞蹈症的基因插入(knock in)豬體內,並順利以種系遺傳產生F1與F2子代的病豬,並且順利觀察到豬大腦中紋狀體變性與運動失調的症狀;藉由與人類更相近之大型動物病況觀察,更能夠幫助科學家們了解與探討疾病的完整變化與基因治療研究。【延伸閱讀】調控HMGA2基因表現能夠控制豬隻體型   除了亨丁頓舞蹈症,未來也許還可以藉由CRISPR-Cas9基因編輯技術開發阿茲海默症(Alzheimer's disease,AD)、帕金森氏症(Parkinson's disease,PD)或漸凍人症(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)的大型動物模型,或是藉由這些技術檢視開發基因治療的臨床測試應用性。   相關計畫得到廣東省高水準大學建設經費的資助,同時也得到國家自然科學基金委重大研究計畫和重點研究計畫、廣東省科技計畫的支持;相關研究則發表於<Cell>。
基因工程提升抗瘧疾藥物於植物中含量
2018/05/28
青蒿是一年生草本植物,屬於傳統中草藥之一,也是抗瘧疾藥物-青蒿素(Artemisinin)的天然來源。瘧疾是一個具全球影響性的傳染病,根據世界衛生組織的統計,光是在2016就有約2.16億件新發生的瘧疾病例,造成44.5萬人死亡,且有近10億人生活於高風險地區。青蒿素是由中國中醫科學院的屠呦呦研究員所帶領的團隊發現,目前已成為世界衛生組織所推薦的抗瘧疾的標準治療藥物之一,挽救了數百萬名瘧疾患者的生命。中國重慶市西陽縣是世界上最大的青蒿原料生產地,當地的青蒿種植已具有一定規模;然而青蒿素在青蒿中含量極低,故現今也有以酵母菌合成前驅物青蒿酸,再以人工進行化學合成的作法,惟成本仍居高不下,因此目前仍是以農業生產之青蒿作為最主要的原料。   由於青蒿素為青蒿所產生之次級代謝產物,了解青蒿基因體與轉錄體的調控有利於科學家釐清青蒿素的合成途徑與參與調控的基因,幫助挑選適合植株或進行轉基因工程,使得青蒿素得以大規模生產,以滿足全球日益增長的需求。研究人員透過定序與資料庫比對,發現了與青蒿素合成調控有關的三個基因-HMGR、FPS和DBR2,所培養的轉基因植株中的青蒿素與二氫青蒿素(dihydroartemisinin acid)含量也較野生株高出許多。此外,還發現AaMYB2基因能夠調節青蒿素的合成途徑中的多個特異性基因,顯示相關的轉綠因子也有可能參與青蒿素的合成。【延伸閱讀】利用霰彈槍定序法揭示落花生的全基因組遺傳資訊   目前研究人員培養出了高青蒿素含量的青蒿品系,青蒿素含量可達佔葉片乾重的3.2%,相關的種子已送到馬達加斯加進行田間試驗,未來目標是開發青蒿素含量達5%的植株品系,以期降低植物來源青蒿素的價格,造福需要的病患。   相關研究發表於<Molecular Plant>

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