第 116 期 2005-09-15

研究發展
如何追蹤幹細胞 Stem Cell Tracking in Reparative Medicine

幹細胞治療的可能性,開啟了醫學領域嶄新的一頁。它不僅給予了人類疾病治療無窮的希望;也吸引了醫學研究團隊,相繼地投入「再生醫學」或「修補醫學」的領域中。然而,在通往臨床成功應用的道路上,仍然存在著許多困難及阻礙,亟需克服。舉例而言,一旦幹細胞移植進入人體之後,如何能有效且確實地掌握及追蹤幹細胞在人體內的分佈與動向,正是幹細胞的治療應用上,一個相當重要且棘手的研究主題。因為,這不僅關係到日後幹細胞治療成功與否的評估,因此是目前幹細胞研究發展成功的重點。

在以往的研究模式中,通常是先利用螢光染劑、放射性同位素或基因轉殖的方式加以標定(label)幹細胞,等標定過的幹細胞進入實驗動物後,再以解剖動物的方式,評估幹細胞在動物體內最終的宿命。然而,這些標定細胞的方式,不僅無法應用在人體,更未能有效且動態或即時地監控幹細胞在生物體內的一舉一動。所幸,隨著奈米科技的發展,以及奈米醫學在細胞標定(cellular labeling)的應用,幹細胞在生物體內的動態追蹤(cell tracking),已有了全新的風貌。

就目前的研究發展主流而言,奈米醫學在生物細胞或幹細胞的標定追蹤,主要是以各種不同材質的奈米粒子作為媒介(carrier),攜帶著氧化鐵(iron oxide)或釓(gadolinium, Gd)複合物(e.g. Gd-DTPA)等此類的contrast agents,來加以標定細胞。而標定過的細胞,即可藉由磁振造影(magnetic resonance imaging, MRI)技術在生物體內加以偵測追蹤。此時,這些不同材質的奈米粒子,就好比是各種不同車種的貨車,帶著可標定細胞的標靶作為貨物,而是否能有效地標定細胞,關鍵在於奈米粒子是否能有效地進入細胞內。可惜的是,在目前已發展出的一些奈米粒子上,仍未能符合此標準。因此,為了解決此一窘境,各種不同修飾(modify)奈米粒子的方式因應而生,例如接上各種抗體或胜肽(peptide, e.g. Tat),目的就是為了使奈米粒子可以更有效的進入細胞內。然而,除了上述考量因素外,奈米粒子要儘可能不影響幹細胞的生物細胞活性(例如:細胞存活度、細胞分化能力等),在幹細胞的應用上,更是格外重要。雖然,目前的研究顯示:這些為了加強奈米粒子進入細胞的修飾動作,對細胞影響不大。但這些修飾物質對人體的影響,以及是否百分之百完全不會影響幹細胞,則仍無定論。

有鑑於此,國衛院幹細胞研究中心前主任陳耀昌醫師與台大化學系主任牟中原教授攜手合作,結合了國衛院幹細胞研究中心、國衛院奈米醫學研究中心、台灣大學化學系及臺大醫院內科、檢驗醫學科、影像醫學科、醫工所等,成立了一個涵蓋基礎與臨床各領域精英的研究團隊,嘗試以牟主任發展出來的一種具多孔性的矽奈米粒子(mesoporous silica nanoparticles, MSNs),來作為幹細胞研究的追蹤媒介。

研究發現,矽奈米粒子的確可有效地(僅需數分鐘至數十分鐘的作用時間)進入人類骨髓間質幹細胞(human mesenchymal stem cells, hMSCs)及老鼠前脂肪細胞株(3T3-L1),且矽奈米粒子進入細胞內的作用呈現出時間及濃度相依性(time- and dose-dependent manner)。其進入細胞的作用機轉,應是藉由clathrin蛋白所依賴之胞噬作用(clathrin-dependent endocytosis);同時,此作用機轉可能也參與了人類骨髓間質幹細胞能比老鼠前脂肪細胞株攝入較大量矽奈米粒子及較長時間保留矽奈米粒子於細胞內。另外,矽奈米粒子進入細胞內後,並不具有細胞毒性亦不影響細胞之增生;更重要的是,矽奈米粒子不會影響老鼠前脂肪細胞株分化成脂肪細胞及人類骨髓間質幹細胞的多重分化能力(如分化為軟骨細胞、成骨細胞及脂肪細胞等)。進一步的研究發現,進入細胞內的矽奈米粒子,雖因經由胞噬作用被攝入溶酶體(lysosome)內,但其可承受溶酶體內酵素及酸性環境的破壞,進而漏出(escape)溶酶體外且仍保有奈米粒子結構之完整性。因此,此多孔性矽奈米粒子所擁有的一些特性,如生物相容性(biocompatibility)、耐久性(durability)及高效率的細胞進入能力(highly efficient cellular internalizing activity),克服了目前幹細胞追蹤所面臨的窘境,將使得此奈米粒子可有效的運用於幹細胞追蹤甚至於其他生物醫學等方面的研究。

當然,這是非常初步的結果,未來尚待更進一步的動物實驗及臨床前實驗來證實。此外,尚需進行此奈米粒子之安全試驗及體內動力學實驗等。

這方面的兩篇研究論文已分別被國際科學雜誌The FASEB Journal及Chemistry of Materials接受刊登。同時,研究團隊也正著手進行對此矽奈米粒子及相關研究成果提出國際專利申請。
《文/圖:陳耀昌,黃東明,楊重熙;圖:以螢光顯微鏡及電子顯微鏡觀察進入細胞內之奈米粒子。人類骨髓間質幹細胞(左半圖)及老鼠前脂肪細胞株(右半圖),先以奈米粒子處理一個小時,之後再進行螢光顯微鏡(圖A)或是穿透式電子顯微鏡(圖B)之觀察。在螢光顯微鏡的實驗中,細胞核染以藍色試劑(4’,6-diamidino-2-phenylindole)以利觀察。奈米粒子呈現出綠色(FITC)螢光。在電子顯微鏡的實驗中,箭頭所指之奈米粒子,在進入細胞後,仍呈現出完整規則之六角形》

健康知識
保持健康心理,活出彩色人生

自殺,一直是國人十大死因之一,衛生署一項研究發現,一週七天就屬星期一自殺率最高。自殺的行為不像其他疾病,何時了結生命,幾乎操控在行為者的手上,所以有人推論假日時,有家人、朋友陪伴,自殺率最低,一旦假日結束,關懷驟減,很可能就增加了自殺的推力。

探討自殺的成因有很多途徑,像衛生署針對自殺個案的就醫紀錄,歸納自殺者死亡前的就醫次數高於平常人的兩倍,死前一個月到兩週的就醫率高達三成五,可以就此特徵作為觀察我們生活周遭親友是否具有自殺傾向的參考。

可是這樣的範圍太廣了,許多時候無法解釋天天橫亙在國人眼前的自殺新聞。因為自殺是一種不健康心理狀態下的產物,約九成的自殺者罹患輕重不等的精神疾病,例如憂鬱症、情緒不穩定的人格異常等,而失業、健康失落等生活不如意的事件,往往就加重了心理負擔。

什麼樣的人覺得自己心理不健康呢?國衛院國民健康訪問調查顯示,女性自覺心理健康狀態比男性不佳,尤其是老年婦女;失業和失能〈日常生活功能有困難〉者,比如慢性疾病纏身、重症、身體功能障礙等等,自覺心理健康狀態比有工作的人和日常生活功能沒有困難的要差;離婚、喪偶或分居的人比已婚、未婚的人心理健康狀態不好。

除此之外,常聽說產後婦女的心理狀態異於產前或懷孕前;愛情受挫的年輕人易怒、易衝動、想不開;課業繁重、父母期待壓力大的學子,容易緊張、沮喪、悶悶不樂;夫妻失和、家庭問題多的家庭成員,多半時候顯得不快樂;自然、社會與經濟環境明顯變遷,像九二一大地震、納莉颱風、失業率升高、通貨膨脹等,受波及的人容易不滿、焦慮等。因為社會中存在形形色色壓力,每個人感受性和承受度不一,或深或淺地影響著人們的心理健康狀態。

可以想像,自認為心理健康的人,比較能以正面的態度去處理遭遇的壓力與問題。反之,自認為心理健康狀態差的人,與精神疾患、人格疾患只有一線之隔,重則鑽牛角尖、易有自傷、自殺傾向,輕則適應能力變弱、情緒波折起伏。

心理健康狀態不僅牽動生活品質,與身體健康也彼此交互影響,有健康的心理,自然人生彩色亮麗。當發現身邊親友面對環境、生活條件的壓力,或是正遭遇人生重大轉折,變得心理不健康,應該儘早幫助他們,避免惡化。

聆聽與對談,找出不健康的原因;鼓勵他拋開滿腦子的「自怨自艾」,換個心情、想法,緩和改變帶來的失落感,人生會有意外的驚喜;提醒他尋求心理諮商、精神科門診的衡鑑與治療,有助於恢復健康。
《文:林克明;攝影:沈世華;本文原刊載於2005/8/17自由時報健康小雷達專欄》

院務紀事
韓國基礎技術研究會朴相大博士來訪

韓國基礎技術研究會(Korea Research Council of Fundamental Science & Technology)理事長朴相大伉儷,由台大醫學院教授潘以宏陪同,於九月七日上午參訪本院竹南院區,並與本院分子基因組組主任蔡世峰、幹細胞研究中心主任邱英明交換兩國生物技術發展經驗。

朴相大理事長係美國聖約翰大學分子細胞生物學博士,在genomic instability and regulation of DNA repair gene expression領域發表過230篇論文,曾任韓國首爾大學分子生物與遺傳學系主任、韓國遺傳學會和分子生物學會及生物科學協會等理事長,現任International Vaccine Institute特別顧問、韓國國家科學院member、首爾大學名譽教授,以及韓國基礎技術研究會理事長。朴相大夫人柳京子女士,為韓國延世大學醫科部名譽教授。

分子基因組蔡世峰主任及幹細胞研究中心邱英明主任,分別向朴相大伉儷介紹本院發展動向及分子基因組、幹細胞研究中心研究發展現況。朴相大伉儷除介紹韓國在生物科技方面研發方向如幹細胞、細胞療法、基因體醫學的疾病診斷、蛋白質研究和運用蛋白質的藥物治療等,另對本院新落成竹南院區完善的規劃與發展的遠景表達稱羨之意。
《文/攝影:李柏泉;圖(左起):朴相大夫人柳京子博士,台大醫學院潘以宏教授,幹細胞研究中心邱英明主任,朴相大博士》

院務紀事
國家衛生研究院疫苗研發中心-生物製劑先導工廠動土典禮

基於國防戰備、國家整體防疫生產和因應世界傳染病大流行,台灣首座符合國際最新優良製造規範(cGMP)標準,以研發為主、製造為輔的「疫苗研發中心—生物製劑先導工廠」,將於國衛院竹南院區舉行動土典禮。行政院院長謝長廷、衛生署長侯勝茂、苗栗縣縣長傅學鵬、國衛院院長吳成文及國衛院疫苗研發中心主任莊再成等將共同啟動這重要的時刻,迎接台灣自製疫苗時代的來臨。這座耗資10億的先導工廠預定於95年底完成工廠硬體設備,96年試行量產及cGMP確效認證。


時間:94年9月17日(六)下午2點30分至3點20分
地點:國家衛生研究院竹南院區/苗栗縣竹南鎮科研路35號
典禮預定流程
14:00  來賓接待
14:30  歡迎行政院謝長廷院長蒞臨
14:35  典禮開始 國家衛生研究院吳成文院長致詞
          國家衛生研究院侯勝茂董事長致詞
          行政院謝長廷院長致詞
          貴賓致詞
15:10  步行前往動土典禮會場
15:15  動土儀式 鳴砲 禮成
《文:賴瑨萱;圖:生物製劑先導工廠模擬圖》

學術活動
第九屆亞洲基因轉錄研討會 The 9th Asian-Pacific Conference on Transcription


目  的:為推動並促進亞洲區域分子基因醫學之研究發展而舉辦此會,邀集卓越之分子基因醫學研究學者齊聚一堂,提供經驗分享與意見交換,提供亞洲區域分子基因研究得以匯集、交流與討論的平台。

主辦單位:財團法人國家衛生研究院
日  期:94年12月12日至16日(星期一至五)
地  點:國家衛生研究院(苗栗縣350竹南鎮科研路35號)
大會網址: http://act9.nhri.org.tw/
大會語言:英文

「亞洲基因轉錄研討會」(Asian-Pacific Conference on Transcription)肇始於1989年,由亞太地區之分子生物學者共同發起,成立至今,已舉辦過八次會議—1990年:台北,1993年:韓國,1994年:印度,1996年:日本,1998年:澳洲,2000年:北京,2002年:馬來西亞,2004年:泰國—期藉由會議之召開,使亞太地區相關基因醫學研究領域之學者、科學家有機會聚集一堂,交換研究成果與心得,共同對目前國際分子基因研究發展進行深入之探討,進一步促成彼此之研究交流與合作。

「第九屆亞洲基因轉錄研討會」預定將於今年12月12日至16日,假財團法人國家衛生研究院國際會議中心舉行。會議討論項目含括專題演講、分組會議以及壁報展覽,針對目前亞洲分子基因醫學研究發展進行深入之探討。與會者以亞洲地區相關領域研究者為主,預計將有200位相關領域之研究者共襄盛會。
大會暫訂議程如下:
A. Plenary Lectures
1. Dr. Robert G. Roeder
Arnold and Mabel Beckman Professor, Laboratory of Biochemistry and Molecular Biology, The Rockefeller University, U.S.A.
2. Dr. James C. Wang
Mallinckrodt Professor of Biochemistry and Molecular Biology, Emeritus, Department of Molecular and Cellular Biology, Harvard University, U.S.A.
3. Dr. Carl Wu
Chief, Laboratory of Molecular Cell Biology, National Cancer Institute, U.S.A.
4. Dr. Moshe Yaniv
Professor, Unit "Gene Expression and Disease", Developmental Biology Department, Institut Pasteur, France
5. Dr. Cheng-Wen Wu
President, National Health Research Institutes, Taiwan
B. Sessions:
1. Transcriptional Machinery
2. Transcriptional Activation and Repression
3. Transcription and Chromatin
4. Transcription and DNA Methylation
5. Posttranscriptional Regulation
6. Structure Dynamics of Transcription
7. Genomics and Proteomics in Transcription
C. Poster Session

另外,大會並徵求國內外相關領域年輕學者之論文壁報。報名方式採線上報名,請至大會網站線上報名。其他洽詢事項,請洽大會秘書處:國家衛生研究院/苗栗縣350竹南鎮科研路35號
聯絡人:黃蕙嵐女士,蕭振祥先生
電話:(037)246-166 分機 32103, 32101 傳真:(037)586-401
《文:黃蕙嵐;攝影:張雅惠》