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要略懂「皮毛」可不簡單!《2018 動物行為暨生態研討會》鍾正明院士開幕演講

PanSci_96
・2018/01/22 ・1227字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 538 ・八年級
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今年(2018)動物行為暨生態研討會在清華大學大禮堂開鑼了!這場連續舉辦了 29 年的研討會,原先由幾個研究生召開,如今已經成為每年一月生物生態相關領域的盛事(前研究生表示:引發社交焦慮的大拜拜,大大們實在太多惹),超過千人參與、口頭發表的人數近百篇。

開幕由清大生科李家維教授介紹開幕講者鍾正明院士。

任教於美國南加州大學教授的鍾正明院士對於鳥羽的幹細胞研究曾獲選為《科學Science》2014 年十大科學突破,他本次以《皮毛之道:再生、演化與仿生啟發》為講題,分享他長期的研究主題與熱情。

鍾正明博士的研究主題雖然以分子生物學出發,但他的足跡也遍及了世界各地,包括啟發達爾文演化論的加拉巴哥群島、北極以及南極等等。他說,毛皮作為動物抵禦外部的第一層防線,需要很強的再生、適應能力,動物無法像人類那樣即時的加衣換裝,因此動物毛皮的變化其實就是針對適應產生的變化。

研究的題材從羽毛的發育原理到如何由基因表現調節,如關於羽毛有 Frizzle 表現的雞隻研究就展現了很多羽枝結構上的變化,甚至於不同的身體部位也會有不同的基因表現。而關於羽毛顏色研究也非常有趣,鳥類羽毛的顏色可以有三個來源:色素細胞表現、蛋白質化學顏色表現、以及小羽枝構成的物理結構色(如孔雀尾羽的藍色)。

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Frizzle Chicken 圖/By Just chaos (Leghorn Frizzle Chicken) [CC BY 2.0 ], via Wikimedia Commons

為了研究羽毛的演化由來,鍾正明院士也曾踏足熱河的恐龍研究。目前普遍同意小型的恐龍(如迅猛龍)應為溫血動物,有很強的生產熱量以及保存熱量需求,而羽毛可以很有效率地做到後者。早期的有羽毛恐龍生活的環境擁有較高的樹木,他們的四肢都有羽毛,可以採用現生飛鼠的模式在樹林裡滑行移動;直到較後期才出現使用雙翅飛行、足部羽毛轉變為鱗片的現行模式。

也因此他們比較了鱗片跟羽毛的表現基因,發現這中間的演化並非單一步驟,在演化中曾出現很多不同的表現形式。「現代的羽毛有點像 iphone,具備了多數重要的表現功能;很多早期的羽毛就像在智慧型手機演進過程中,曾出現各種功能不完整的手機。」

圖/By Leandra Walters, Phil Senter, James H. Robins [CC BY 2.5 ], via Wikimedia Commons

鍾正明院士近期的研究還包括從分子層次去研究鳥喙的演化發育、從幹細胞角度研究多種能快速再生的物種如蜥蜴斷尾;甚至與台大生命科學系于宏燦教授、特生中心姚正德副研究員合作研究白頭翁與烏頭翁的羽色分化機制。綜觀鍾正明院士的研究經歷,可以發現除了解決領域內的問題,他對於跨領域合作也充滿了許多熱情與行動力。

欲知更多相關訊息,歡迎參考《2018年動物行為暨生態研討會》網站,或是臉書粉絲頁喔。

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染髮真的安全嗎?對苯二胺(PPD)與腎臟健康風險解析
careonline_96
・2026/03/17 ・2410字 ・閱讀時間約 5 分鐘
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美麗的代價?染髮可能影響你的腎臟健康:認識染髮劑中的隱藏風險

過年前你是否也趕緊預約了染髮燙髮,讓自己在新春煥然一新,頂著美美的頭過年呢?現在染髮非常普遍,想蓋掉白髮、追星、展現個性時,似乎都要染個頭髮。不過,你是否考慮過染髮對健康的影響呢?

染髮與健康風險

在討論染髮劑的安全性時,我們要認識一個成分:Para-phenylene-diamine,簡寫為PPD,中文是「對苯二胺」。市面上許多染髮產品會含有對苯二胺(PPD),尤其是在灰黑色調、藍紫色調、和棕色調的染髮產品,因為對苯二胺可以加速染色過程,讓顏色變深,而有了廣泛的用途。

對苯二胺(PPD)是種煤焦油衍生物,它本質上沒有毒性,但氧化後會在複雜的反應中釋放出幾種代謝物和中間體。因此當身體部位直接暴露許多對苯二胺,可能會導致過敏性皮膚炎,或讓關節疼痛和僵硬、結膜炎,有些人則會引發支氣管炎。

染髮可能影響腎臟功能?

中等劑量的對苯二胺(PPD)與其代謝產物會毒害腎實質組織,氧化後也會再轉為腎毒性物質,還會透過溶血傷害腎小管,讓人在第一週內引起急性腎衰竭

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誤用染髮劑可能致死

在一些亞洲與非洲發展中國家,居民甚至可能會拿染髮劑作為自殺用途!在故意攝入含有對苯二胺(PPD)的染髮劑後,有一半以上的患者會出現急性腎衰竭、呼吸窘迫等狀況而死亡。

一篇在蘇丹進行的研究收集了30名有明顯染髮劑中毒症狀的成年人,發現其中近九成的患者腎功能變差,而需要進行血液透析。而且患者症狀的嚴重程度與攝取的對苯二胺(PPD)量直接相關,強調了對苯二胺對腎功能的毒性

當然,這兩個研究說的都是「直接服用染髮劑」而造成生命危險,如果是把染髮劑作為正常染髮用途,會有怎麼的狀況呢?

小心使用染髮劑

一般我們認為,在大量接觸 PPD(特別是透過攝取)的情況下,很容易造成急性腎損傷,但標準局部使用染髮劑相關的風險似乎很小。

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然而早在1924年,就有醫學案例報告一位替客人染髮時沒帶手套的造型師,因為皮膚吸收了過多的對苯二胺(PPD),而引發反覆的癲癇發作。

2018年有個案例報告指出,一位32歲的健康女性在染髮之後,開始有上腹痛、嘔吐等狀況,染髮四天後被送到急診,發現已有急性腎衰竭與支氣管炎等狀況,經過一番治療才穩住。她回憶當時美容院的通風不良,導致她吸入過量的對苯二胺(PPD)。這大概是我們目前找到屬於「正常染髮使用」卻影響「健康年輕人」腎臟功能的報告。

目前,嚴重的腎臟併發症主要與大量接觸對苯二胺(PPD)有關,我們可以得出幾個結論:

  • 避免攝入染髮劑
  • 保持染髮時的通風良好:雖然目前沒有證據支持透過頭皮使用染髮劑會對腎功能造成重大風險。然而,請記得在染髮過程中要保持通風,否則會增加呼吸道吸入與皮膚吸收對苯二胺(PPD)的量。(可能是2018年的年輕女性案例會接觸到過量對苯二胺的原因)
  • 腎臟病患者應謹慎使用染髮劑:患有腎臟疾病的人或經常使用含有高濃度 PPD 的染髮劑的人應該謹慎行事。如果你本身有腎臟疾病,會因為個人需求常常在染髮,最好選擇 PPD 濃度較低,或不含 PPD 的染髮劑,來降低腎臟損傷的潛在風險。
  • 「天然」標示的產品不一定更安全:不要以為標示「天然」就很安全。標示天然的染髮產品還是有化學成分,更可能是添加了未標示的化學物質。了解染髮產品的成分並選擇更安全的替代品可以幫助減少任何潛在健康危害。

染髮之外,紋身、身體彩繪也要小心

除了染髮之外,暫時性的身體紋身,像是一些深色的手部彩繪,也可能會用到對苯二胺(PPD)。案例報告顯示曾有阿拉伯女性在手部彩繪後,因為對苯二胺的毒性而出現嚴重的肺水腫與過敏,有的人則是出現嚴重的水泡和疤痕。雖然在多數地區都有禁用對苯二胺(PPD)於身體彩繪、紋身的規定,但在嘉年華會、市場、觀光地區等,使用對苯二胺的狀況還是很常見。請記住,紋身墨水的成分通常沒有經過嚴格控管,製造商也不會公開配方,造成健康風險危害的機會其實不小喔

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腎臟損傷之外,染髮可能造成的癌症風險

在2020年有一篇刊載於《英國醫學期刊BMJ》的研究,追蹤了117200位美國女性超過36年,發現個人使用的染髮與多數的癌症沒有明顯相關;不過,染髮似乎增加了患者罹患基底細胞癌、乳癌、卵巢癌的機率2022年的研究則發現,染髮提高了男性罹患攝護腺癌的機率。

既然染髮可能會讓女性更容易罹患乳癌、卵巢癌,男性更容易罹患攝護腺癌,代表部分的染髮成分可能還是有致癌性質。

染髮前停看聽!

染髮已經是許多人生活的一部分,但常見的事情不一定正確或必要,染髮劑中的對苯二胺(PPD)可能帶來健康風險,包括皮膚過敏、腎臟損害,甚至某些癌症風險。當你上美容院或自行選購染髮劑的時候,還是要仔細看看,選擇 PPD 濃度較低或 PPD-Free 染劑,並在染髮過程使用手套,減少皮膚接觸;保持通風,避免吸入PPD。最好不要頻繁染髮,降低累積風險。

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研究途中,遇上的那些驚喜──林明德與米爾頓釉小蜂
顯微觀點_96
・2026/03/13 ・2593字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文轉載自顯微觀點

每年,日本光學大廠Olympus都會舉辦「年度影像大賽」(Image of the Year),以光學顯微鏡所拍出的生命科學影像為主題,向全世界徵求優秀的顯微攝影作品。從繽紛的老鼠胚胎到宛如寶石的蝴蝶翅膀,每一張照片都呈現生命前所未見的面貌。

就在2019年,來自台灣的林明德,也因為一張照片而獲得榮譽獎(Honorable Mentions)。在這張照片上,有許多圓球狀的物體正發出綠色光芒,而每顆圓球都帶有一支長長的柄,好似一大串漂浮著的氣球。

這幅散發魔幻風格的景象,難以想像來自於一種昆蟲的卵巢內部。

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昆蟲創造的另類世界

這種昆蟲稱為米爾頓釉小蜂,屬於膜翅目釉小蜂科,其幼蟲常會寄生於蓮霧,在台灣主要分布於嘉義、南投、屏東等蓮霧產區。

米爾頓釉小蜂在產卵時,會將產卵管插入蓮霧的子房,讓幼蟲寄生在蓮霧種子的內部,隨著蓮霧果實長大,種子也會因幼蟲發育而嚴重變形,形成所謂的「癭」。種子於是成為釉小蜂的食物,幫助幼蟲羽化成熟。釉小蜂變為成蟲後會離開癭室,並在蓮霧果肉上鑽出一個小隧道而飛離,因此蓮霧若遭到寄生,就會在表面找到許多細小的孔洞。

2006年,中興大學昆蟲學系教授楊曼妙首次在台灣鑑定並記錄米爾頓釉小蜂的存在,從此投入許多相關研究。因緣際會下,在數年前,楊曼妙委託林明德協助研究米爾頓釉小蜂的生殖系統。

楊曼妙之所以會委託林明德其來有自,林明德在慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系所建立的實驗室,長期研究昆蟲的生殖系統,透過他熟悉的共軛焦顯微鏡,無論多麼細微的昆蟲結構也能一覽無遺。

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於是,林明德解剖楊曼妙送來的樣本,取出釉小蜂的卵巢,經過處理後,拍下這微小樣本的真實樣貌。然而,眼前的畫面卻讓林明德出乎意料──每個圓俏的卵,都連接著一條長長的柄,這些柄又彼此纏繞在一起,形成一大束結構。

林明德於2019年Olympus年度影像大賽的獲獎作品──米爾頓釉小蜂卵巢內的卵。
林明德於2019年Olympus年度影像大賽的獲獎作品──米爾頓釉小蜂卵巢內的卵。

他曾用顯微鏡看過隱翅蟲、椿象、螽斯等各種形態的昆蟲卵巢,可是像米爾頓釉小蜂這種模樣的卵巢,林明德也是第一次見到。

米爾頓釉小蜂身形極小,成蟲長度僅有1毫米,而卵本身更是小到近乎透明,為了捕捉這些卵的輪廓,林明德在樣本中加入紅色與綠色的螢光染劑,並透過共軛焦顯微鏡偵測這些螢光訊號,「綠色的是細胞結構,像是卵細胞表面的那一層上皮細胞,而紅紅一點就是細胞核。」林明德說,照片裡的上皮細胞尚在發育,不久後細胞就會死亡,變成卵殼。

林明德能夠觀察到這些細節,都得仰賴共軛焦顯微鏡。這種顯微鏡能夠一層一層掃描樣本,解析樣本在不同深度的螢光訊號,最後將所有獲得的訊號拼接成一幅完整的圖樣,精準呈現生物組織的立體結構。因此,共軛焦顯微鏡也成為林明德實驗室的主力研究工具。

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林明德除了研究昆蟲生殖細胞的發育,也以果蠅為材料來研究發育生物學,甚至利用斑馬魚來探討人類罕見疾病的突變等,研究題材十分廣泛。在研究這些題材的途中,拍攝過無數影像,不時也會發現一些讓雙眼為之一亮的事物。這些事物有些成為了科學研究的養分,有些則誤打誤撞成為了他參加顯微攝影比賽的契機。

林明德講述自己參加顯微攝影競賽的契機

研究途中誕生的驚喜

有趣的是,林明德第一次投稿的顯微攝影作品,是刊登在一間生技公司的產品目錄上。

當時的他就讀碩士班,正在研究「D型肝炎病毒」,常使用共軛焦顯微鏡來拍攝病毒蛋白在細胞裡的分布位置。「那時候,有一間賣螢光抗體的公司,叫做Molecular Probes(現稱Invitrogen)。」某一次,林明德在這間公司的產品目錄裡,看到一則廣告,「如果你用它的抗體,並把拍出來的照片寄給它,要是它採用的話,就會送你一支抗體。」林明德為了這支免費的抗體,特別拍了一張照片,結果還真的刊登在公司的產品目錄上,每次翻目錄都會看到那張照片。

前陣子林明德獲獎的Olympus年度影像大賽,則是偶然從Email收到比賽訊息,「第一名的獎品是鏡頭一組,我就想,實驗室好像缺了一些好鏡頭。」雖然最終林明德沒能得到首獎,卻也拿到一面獎牌。

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林明德笑說,雖然榮譽獎沒有獎金,但這一面壓克力做的透明獎牌,上頭用雷射刻上了那張得獎作品,仍是個值得珍藏的紀念。

當問到最近還有沒有新的顯微攝影作品,他坦承,「我很少為了刻意要拍出一張照片而去把樣本染色,大部分還是因為實驗的需求才去做。」很多令人讚嘆的影像,都是在科學研究的路途上偶然獲得。直到現在,他仍然會對昆蟲的多變性感到驚訝,「不同昆蟲的卵巢顏色都不一樣,像小黑蚊吸完血後,卵巢會變橘色的;有些椿象則是綠色的。」米爾頓釉小蜂還有個親戚叫做「刺桐釉小蜂」,雖然同是小蜂,但卵卻長得像一支啞鈴,也沒有長長的柄。

他突然想起以前大學曾參加攝影社的往事,他說他那時才剛加入不久,就不小心騎腳踏車出了車禍,腳因此縫了十針,只能杵著拐杖在校園裡慢慢走,自然也就沒再進過攝影社。

不過他如今覺得,他在調整共軛焦顯微鏡的參數時,就猶如在操控普通相機一般,而且要拍出好成果,就得掌握樣本的特性,了解自己想要呈現什麼東西。因此,顯微鏡在不同人的操作下,就會得到不同的結果,「就像大家拿同一台相機,可是拍出來就會長得不一樣。」

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另外,不只是共軛焦顯微鏡,使用者也可以根據不同需求,選擇偏光顯微鏡、電子顯微鏡、原子力顯微鏡等各種類型的顯微鏡,「根據想呈現的東西,選擇適合的工具。」他如此強調。

此時此刻,林明德還有很多研究題目想做,他指著電腦上米爾頓釉小蜂的照片說,其實連接卵的這些柄具有何種功能,目前還無人知曉。果蠅、小黑蚊等昆蟲的生殖系統,也還有很多尚未解開的謎團。

林明德的下個顯微攝影作品,可能也暫時還不會出現在眾人眼前,但或許在某個研究的路途上,他會再度碰上另一個意外的驚喜。

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。

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每週只要動一點,就能降低失智風險!研究揭運動守護大腦關鍵
careonline_96
・2026/03/12 ・2736字 ・閱讀時間約 5 分鐘
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「今天動了嗎?」只要這麼做,就能守護你的大腦!

運動有許多好處,就曾有研究說,運動能幫助降低200種以上的疾病風險。無論為了你的心臟、血壓、腰圍、脂肪肝,運動都是必要的。甚至對於維持大腦運作與思考清晰,運動也扮演重要角色。尤其當我們進入高齡社會後,沒人希望自己是在中老年時被慢性病纏身,運動的重要性也就不可言喻。

很多人最怕的就是變老後腦袋不好使,變得「鈍鈍的」,認知功能下降。認知功能包括了什麼呢?能記住事情,做出適當的決定,以及好好思考,都是認知功能的範疇。而我們說的「失智」,就代表這些記憶及決策等認知功能受到影響。假使我們想要藉著運動來降低失智風險,究竟要做多少運動才算數?如果身體本來就沒有很強壯,動不太起來怎麼辦?

來看研究怎麼說:

一篇刊於2025年3月的研究。來自約翰霍普金斯大學彭博公共衛生學院的研究者想看看運動程度與腦部認知功能的變化是否有關係。主要研究對象來自英國,總數將近九萬人。在評估方面,分為兩個方向:本身虛弱程度與每星期中度運動至劇烈運動的時間長短。

在評估虛弱程度的時候,研究者會看受試者的手部握力、走路速度、及生活狀況。當一個受試者的手握力弱,走路速度慢,體重無預期下降,總覺得很累,體能活動很少,會被歸類為虛弱的狀況。

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至於每星期中度運動至劇烈運動的時間長短,受試者需要戴著穿戴裝置追蹤活動方式、活動長短、與活動程度至少一星期,再根據運動程度和時間來計算每周中等至劇烈運動的時間長短。

平均每位受試者的追蹤時間超過四年,這近九萬名的受試者中,有735位最終被診斷為失智症患者。

研究結果大公開

研究發現,每星期中度運動至劇烈運動的時間長短,與失智風險相關

每週運動多一點失智風險醬更多
  • 每星期中度運動至劇烈運動的時間1到35分鐘,降低41%的失智風險
  • 每星期中度運動至劇烈運動的時間36到70分鐘,降低60%的失智風險
  • 每星期中度運動至劇烈運動的時間71到140分鐘,降低63%的失智風險
  • 每星期中度運動至劇烈運動的時間超過140分鐘,降低69%的失智風險

然而,本身的虛弱程度卻與失智風險沒有明顯相關。也就是說,較為虛弱的人並不一定較容易罹患失智症。

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這樣看待研究結果

所以,即使你覺得自己身體可能本來沒有很好,容易覺得累,動作慢,力氣小,不是每天活蹦亂跳的類型,也不代表就會注定失智。甚至,在這個時候如果你願意動起來,做一些中等程度的運動,一星期只要動一些,其實就能延緩認知功能的退化。

另外,很多人對運動「卡卡」的點常常是地點或時間長短,例如:「我今天沒有什麼時間,不能上健身房一小時,不然這樣跑出門又跑回家,光是車程就很麻煩,所以就不動了!」或是:「醫學建議要人每周做150分鐘中等程度的運動,或75分鐘的劇烈運動,這個目標太遙遠了,根本不可能,所以我就乾脆算了不要動!」

可是,這個研究告訴我們,即使一個星期只有做了總共30分鐘的中等程度運動,也能對降低失智風險有所幫助。所以我們可以用更自在的心情看待運動這件事。不需要抱著全有全無的心態,很多時候要動起來並不需要完整的運動訓練菜單,也不需要特定的地點。即使你是在家動個十分鐘,十五分鐘,對健康也是不無小補。從小段小段的運動開始,並不會因為運動時間短就毫無益處,甚至以長遠來看,一切都還是累積的力量。要累積的話,不需要為了做到激烈運動或長時間運動而受傷、累壞,打壞了自己對運動的胃口,才能有正向累積效果。

簡單居家運動,輕鬆開始!

這裡提供幾個介在10到20分鐘的居家鍛鍊方式:

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  • 站姿肌力訓練

鍛鍊大肌群有助於維持肌力與平衡,對行走穩定度與減少膝蓋痛也很有幫助。你可以試著用深蹲、弓步蹲、或屈膝禮弓步等方式訓練肌力。

  • 踏步有氧

在家運動的好選擇就是踏步有氧,不佔空間也能練!即使是久坐族群也做得來,變化很多的時候不會覺得無聊,跟著動作常常也能帶來好心情!

  • 動態伸展

動態伸展可以確保大關節都有適當的活動度,每天練習也非常適合,無論你用此作為一天的開始或結束,都能讓身體感覺更棒!

  • 站姿有氧訓練

雖然只有十分鐘,過程除了鍛鍊臀腿力量之外,也很需要徵召核心穩定,前幾個動作比較輕鬆,後面會對心肺要求更高,繼續保持心率,對全身都是很棒的訓練。

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別忘了動一動

這項研究認為,而且無論你現在虛弱程度如何,任何量的身體活動都有助於降低之後失智的風險。重點不是一次做到完美,而是從現在開始行動。今天別忘了動一動,為自己的大腦健康儲值!

延伸閱讀:

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