本院醫學工程研究組血管分子生物工程實驗室(Vascular Molecular Bioengineering Lab)近期在擾流(Disturbed Flow)對於白血球(Leukocytes)遷移作用機制的研究獲得重要的研究成果。
在台灣,心血管疾病居主要死因前幾位,而粥狀動脈硬化(Atherosclerosis)則是誘發心血管疾病的危險因子之一。臨床醫學證據顯示,動脈硬化通常發生於血管分歧處(Bifurcation),而此處的血流力學(Hemodynamics)非常複雜,血流所產生的擾流與不規則剪力(Shear Stress),被認為是參與調節白血球粘黏與血管壁發炎反應的重要因子。動脈硬化屬於慢性發炎反應,在發炎過程中,單核球(Monocytes)沾附於受到不正常刺激傷害的血管內皮細胞(Endothelial Cell)表面,進而外滲遷移至平滑肌細胞(Smooth Muscle Cell)區域,是早期動脈硬化症形成的關鍵步驟。
本實驗室建構了國內外第一個結合擾流、白血球、內皮細胞與平滑肌細胞共培養系統之體外模型(右圖),藉以模擬動脈之組成及不同細胞交互作用之特性,同時探討擾流與平滑肌細胞對於白血球黏附內皮細胞的影響。研究中加入與動脈硬化發炎反應有關的嗜中性球(Neutrophils)、淋巴球(Lymphocytes)與單核球(Monocytes),結果發現,在擾流區域會引起大量白血球粘黏;平滑肌細胞共培養會引起大量白血球橫越內皮細胞遷移;擾流則加速了白血球的遷移運動,以至其大量累積於平滑肌區域。
研究中亦分析此三種白血球在內皮細胞底層的移動特性,發現嗜中性球具有最高之驅動性,可在內皮細胞下快速且無方向性的遷移(左圖);淋巴球之遷移受血流影響最大,幾乎沿著血流方向運動;單核球的驅動性最低,遷移至內皮細胞層下後幾乎滯留於平滑肌細胞區。此研究結果或可說明為何單核球為貢獻於動脈硬化症形成的最主要型態白血球。
此外,本研究亦分析了內皮細胞與平滑肌細胞內與發炎反應有關的基因及蛋白質表現,發現有3個粘黏因子(Adhesion Molecules: ICAM-1, VCAM-1, and E-selectin)和7個驅動因子(Chemokines: MCP-1, IL-8, RANTES, GRO-a, IP-10, I-TAC, SDF-1)在不同型態白血球遷移機制中扮演不同的調解功能。
本研究是國內外第一篇探討三種不同型態白血球在擾流中與內皮細胞及平滑肌細胞交互作用時的遷移機制。研究結果近期已發表於國際知名的“血液學BLOOD”期刊。
《文/圖:裘正健;圖一:擾流、內皮細胞與平滑肌細胞共培養系統體外模型;圖二:利用所純化的嗜中性球、淋巴球及單核球注入內皮細胞/平滑肌細胞共培養流體腔中,追蹤記錄20分鐘內白血球在不同擾流區域中內皮細胞層下移動之軌跡》
肇始於1989年,由亞太地區分子生物學者共同發起的「亞洲基因轉錄研討會」,成立至今已舉辦過8次會議,歷經16年本次第九屆會議,在創會發起人之一國衛院吳成文院長即將卸任院長職務之前,於12月12日至15日再度於我國召開。除探討最新的基因轉錄相關研究外,更有對基因轉錄研究先驅吳成文院長的禮讚與歡送。160餘位亞洲太平洋地區分子生物學領域專家,匯聚於國衛院竹南院區行政大樓國際會議廳,共同參與這場意義深遠的國際研討會。
「亞洲基因轉錄研討會」的召開,主要目的是在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,並進一步促成彼此之研究交流與合作,同時提供年輕研究人員快速獲致最新研究發展的機會。研討會首次於1990年舉行,首屆即在台北召開,隨後分別為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。
基因的轉錄和調節是一個富挑戰性和扣人心弦的研究領域,特別是在染色體的調控、轉錄的調控及轉錄因子的後修飾作用等進展頗為迅速的此時。本次基因轉錄研討會主要內容即在探討從轉錄機制、染色體的改造、DNA的調節因子、轉錄作用的活化因子和抑制因子、轉錄作用所伴隨的細胞過程及後轉錄作用的控制和調節基因體及蛋白質體的轉譯作用等。
研討會中特別邀請在基因轉錄領域有傑出成就的美國哈佛大學James Wang教授、美國洛克斐勒大學Robert G. Roeder教授、美國國家癌症學會Carl Wu博士、法國巴斯得學會Moshe Yaniv教授及國衛院吳成文院長進行專題演講。13至15日並有日本、韓國、印度、澳洲、泰國、新加坡、美國及英國等地學者帶領進行分組研討,現場並有海報展示。
在後基因體時代,研究人員對致病基因的探討已從發現疾病基因進一步轉向對致病機制的瞭解。而細胞藉由訊息傳遞來接收訊號、處理訊號、放大訊號等,以執行各種生物指令,然而訊息傳遞錯誤,通常是很多疾病發生的原因。利用對基因轉錄的瞭解,醫學界也對疾病的致病機轉及轉移將有更深一層的認識,對日後的醫療也將產生更多突破性的進展。
國衛院吳成文院長是全世界利用生物物理方法研究分子生物學的科學家先驅。他首先將基因轉錄的分子機制分成四個步驟:起始步驟、延長步驟、聚合步驟,以及終止步驟。此四個步驟之驗證,目前已成為國際分子生物學教科書的教材。同時,吳院長也是第一位發現決定基因表達的重要酵素與轉錄因子含有內在鋅的生物學家,此項研究即為科學界一個重大發現—鋅手指(Zinc Finger)的由來。於分子生物學萌芽之始,吳院長即以基因工程的方式,開啟了分子生物學研究的新猷,其傑出成就受到國際生物科學界高度推崇。
為了讓亞太地區的分子生物學家能彼此交流、推動基因轉錄研究的深入探討,吳成文院長於16年前首先倡議於亞太地區召開基因轉錄研討會,至今已於8個國家召開,成果豐碩,促成亞太地區在此一研究領域的合作與交流,在此吳院長即將卸下國衛院院長職務重任的此時,本次會議於國衛院竹南院區召開,是科學界對吳院長功成身退的祝福與對其傑出成就的禮讚。
《文:賴瑨萱;攝影:何書賢》
印尼國會第九委員會主席Dr.Gunawan Slamet及副主席Dr.Charles Jones Mesang,11月30日下午在外交部人員及印尼駐台代表Ferry Yahya陪同下拜訪本院,由衛生政策研發中心主任李明亮教授代表接見。
印尼國會第九委員會主管衛生事務,兩位正副主席特地來台考察台灣公共衛生發展與衛生政策規劃,Dr.Slamet及Dr.Mesang於拜訪本院的會談當中,特別詳細詢問全民健保的規劃與執行,並透露印尼國會正考慮推動一特定區域的全民健保試辦計畫,健保費用全部由政府負擔,以改善該區貧窮民眾就醫的困境。
本院衛生政策研發中心主任李明亮教授,曾任衛生署署長,長期關注健保改革課題,除一一答覆訪賓有關健保規劃的問題,並強調健保制度應符合各國國情來設計,一旦實施是一條不歸路,無法回頭,對於人口超過二億的印尼政府來說,全面實施或是一次全部開放醫療給付項目,將會是極為沈重的負擔。例如台灣已因此面臨龐大的財政缺口壓力,所以建議印尼考慮逐次、逐項地開辦,不宜太快。李教授同時建議印尼組成專門工作小組來台考察,蒐集更完整資訊和問題,相信有助於印尼規劃健保政策。
除此之外,兩位正副主席和印尼駐台代表相當關注台灣在禽流感防治工作上的成果,李教授表示,台灣家禽養殖採集中圈養方式,政府並協助養殖業加裝圍網,避免野鳥與家禽接觸,大幅降低家禽感染禽流感的風險,所以目前台灣沒有任何疫情發生。另外,抗病毒藥物「克流感」已由本院成功演練完製程,以台灣的化學合成與製藥能力而言,自製「克流感」應不是問題,目前已進行準備日後大量生產的工作。
《文/攝影:李柏泉;圖(左至右):印尼駐台代表Ferry Yahya,Dr.Charles Jones Mesang副主席,李明亮教授,Dr.Gunawan Slamet主席》
主講人: Professor Ker-Chau Li李克昭教授
Dr. Robert Yuan袁新盛博士
Department of Statistics, UCLA, USA
時間: 10:00 AM-4:30 PM, 12/16/2005
地點: 6th meeting room, B1 Administration Building, NHRI
國衛院竹南院區行政大樓第六會議室(苗栗縣竹南鎮科研路35號)
演講主題:
10:00-11:00 李克昭教授
Liquid association: a novel approach to the analysis of large scale gene expression
11:15-12:15 李克昭教授
Application of liquid association in pharmacogenomics
13:15-14:15 李克昭教授
Some extensions of liquid association
14:30-15:30 袁新盛博士
Context dependent clustering and it
主講人: Dr. Danielle Dhouailly
Professor, Institut Albert Bonniot, Université Joseph Fourier,
Grenoble, France
演講主題: Programming and Reprogramming Ectodermal
Derivatives into Skin
時間:94年11月15日
地點:中央研究院分子生物研究所一樓演講廳
主持人:簡正鼎研究員,中央研究院分子生物研究所
主辦單位:國家衛生研究院院外研究業務處
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《文/攝影:胡生沛;影音整理:賴崇文》