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呷這微生物,免拔獅子鬃毛也能讓掉落的頭髮長回來!?

文/廖英凱

雄性禿和攝護腺肥大,似乎困擾著廣大的中老年男性民眾,例如40歲以上男性就會開始出現掉髮或髮線後退等雄性秃的前兆,而50歲以上的男性三分之一會開始出現攝護腺肥大的問題。今日的研究發現,這些與性別和年齡有高度相關的症狀,是一種雄性賀爾蒙二氫睪固酮(Dihydrotestosterone, DHT)在作怪。因此,如果能夠有效減少體內的DHT,或是降低DHT的活性,就有機會能解決雄性禿與攝護腺肥大的症狀了。DHT這種雄性賀爾蒙,他的主要的來源是睪固酮(testosterone, T)經五甲基還原酵素(5-a reductase)的作用而形成,因此,如果能抑制五甲基還原酵素的作用,將可有效降低DHT的含量。

睪固酮會經五甲基還原酵素的作用而形成二氫睪固酮。

睪固酮會經五甲基還原酵素的作用而形成二氫睪固酮。

但要能夠尋覓到抑制這種酵素的物質,難度甚高,如同大海撈針般機會渺茫。然而財團法人食品工業發展研究所的研究團隊,從所保存的兩萬多株菌種,運用策略與科技知識,終於在紅麴菌(Monascus)中,找到了可以抑制五甲基還原酵素的化合物Monascuspiloin (MP)。它不僅可以降低五甲基還原酵素的活性,減少二氫睪固酮的產生,同時亦會阻擾二氫睪固酮與其受體結合,雙效抑制二氫睪固酮的作用。食品所生資中心保存規模與數量居全球前十名的龐大菌種庫是這項研究的有力後盾。

而從GRAS的 Monascus身上找到MP並不斷提高產量的過程,除了需要技術與不斷的實驗,更需整個團隊橫向與縱向的合作。食品所生資中心的研究團隊首先要先建立「篩選平台」,由於微生物種類繁多,而每一種微生物的代謝產物種類和比例也都大不相同。研究團隊從成千上萬種菌種中,藉著篩選平台與不斷實驗,終於找到能降低五甲基還原酵素的品種。

但儘管如此,要使功效成分能夠突顯,團隊運用了培養基組成分調整,發酵條件最適化等技術,使具活性的功效成分的含量不斷提升。然而,單一菌種仍會有多種代謝物質,此時再將這些代謝物質做化合物分離,測試每一種化合物對五甲基還原酵素作用的影響,量測活性是否有下降,最終找到了MP這個化合物。再搭配核磁共振、質譜分析、各種波段的光譜分析等,終於將試管中的化學物質,辨識出它的化學結構。

Monascuspiloin(MP)的化學結構。

Monascuspiloin(MP)的化學結構。

但是,找到了這項化合物,可不代表工作就結束了,還需要不斷的提升菌株產生MP的能力,才能讓MP真正發揮效用。常見的菌種改良技術是利用輻射或自突變劑等引發物理或化學突變;或是利用原生質體融合,刺激菌體進行染色體交換;以及直接插入指定基因的基因工程。這些目的都是為了要提高突變率以加速演化的進程,並在大量的實驗中,不斷挑選與培養具有優勢的菌種。研發團隊的成員們利用上述這些「菌種改良技術」,歷時兩年與十代以上的菌種篩選改良,培養出能製造更大量MP的紅麴菌株(Monascus )。

紅麴菌(Monascus )的發酵培養。

紅麴菌(Monascus )的發酵培養。

目前,食品所利用紅麴菌代謝物Monascuspiloin(MP)來抑制五甲基還原酵素的活性及干擾二氫睪固酮與其受體結合的成果,也已申請到我國的發明專利(中華民國專利I437001號)。相信在不久的未來,我們就能在市面上看到能對付雄性禿與攝護腺肥大的紅麴產品囉!

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