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醫療新成就解鎖!「原發性顫抖」的致病機轉:小腦不正常共振

PanSci_96
・2020/02/19 ・1306字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 567 ・九年級
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顫抖症 (tremor) 是臨床上常見的動作障礙 (movement disorder),是指身體部位不自主、節奏性、震盪式的運動,不同類型在形態上沒有標準的鑑別診斷方法,多藉由臨床醫師詢問病史和理學檢查做出初步診斷。

其中,原發性顫抖症 (essential tremor, ET) 的主要表現多為動作時的顫抖,像是手抖、頭抖或聲音抖等症狀,會影響病患喝水、寫字、洗碗等日常活動,甚而造成社交障礙,超過 4% 的成年人患有這樣的疾病,而老年人口中則是近 20% 皆是如此。

曾經,由於致病機轉的未知、病因不明、藥物及手術治療效果有限,而困擾無數患者的難題,如今在科技部計畫的支持下,由台大醫學院的潘明楷助理教授與美國哥倫比亞大學醫學中心郭昇翰醫師組成跨國團隊,成功找出了第一個顫抖症的致病機轉。

研究發現,在顫抖症病患的小腦細胞當中,負責控制神經連結的 GluRδ2 蛋白會減少,導致神經纖維過度增生,使小腦細胞產生過強的連結,造成小腦神經的過度共振,進而產生顫抖症狀。

圖/截自科技部新聞稿簡報

除了上述的機轉之外,小腦神經的共振異常,還能夠成為檢測原發性顫抖症的第一個生物標記,幫助顫抖症的臨床診斷及藥物開發。研究團隊在顫抖症病患腦庫的病理分析中,觀察到顫抖症特有的小腦結構及分子變化,並依此建立動物模式,以活體小鼠小腦電生理光遺傳學技術進行神經機轉的研究,找出顫抖症的神經迴路及共振異常,並進一步成功開發了小腦腦波的臨床電生理新技術,已能夠真正在顫抖症病患上確認小腦共振異常

小腦腦波新技術完整影片請至 AAAS EurekAlert 觀看。圖/截自科技部新聞稿簡報

目前已有美國及日本等數個國際藥廠與研究團隊合作,利用新開發的動物模式及小腦腦波新技術,進行顫抖症的藥物開發及試驗,並針對 GluRδ2 蛋白設計基因治療方法,以求逆轉 GluRδ2 蛋白的缺損。

合影:左起臺大賴文崧教授、科技部生科司陳鴻震司長、科技部謝達斌次長、臺大醫學院潘明楷助理教授、花蓮慈濟醫院王緒斌主治醫師、臺大醫學院附設醫院雲林分院神經部王怡梅醫事檢驗師。圖/科技部

資料來源:

1. 科技部新聞稿:顫抖症的成因找到了

2. 林敬恩、洪啟文、王慈峰、謝瀛華(2013)。顫抖症的分類與治療。家庭醫學與基層醫療,28(5),128。

3. 莊博宇、洪家駿 (2019)。原發性顫抖症。家庭醫學與基層醫療,34(4),113。

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【部分正確】自主健康管理不能趴趴走?先分清楚居家隔離、居家檢疫、自主健康管理的定義吧!|武漢肺炎內容查核 #25
PanSci_96
・2020/02/22 ・1600字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 555 ・八年級
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關於我國針對武漢肺炎防疫措施,最近出現了三個名詞:居家隔離、居家檢疫、自主健康管理。對於初次聽到這些名詞的人,可能會不太懂這幾個詞之間的區別。讓疾管署來幫忙解釋清楚這三者之間的差別吧!

  • 居家隔離:對象為曾與新冠肺炎確診病例接觸者,需進行 14 天的居家隔離。由衛生主管機關開立「居家隔離通知書」,進行每日 2 次的健康追蹤,並以手機電子監控。

隔離者需留在家中或指定地點不外出、不得搭乘大眾交通運輸工具、不得出境或出國。

欲知詳情,請見中央流行疫情指揮中心的精美圖表 (2020.4.6 更新內容)

關於居家隔離和居家檢疫常見問答,看這裡

所以說,自主健康管理者必要時還是可以外出,但還是要做好配戴口罩及衛生習慣等措施,才能保護自己,也保護他人喔!

另外,貼心提醒,被要求居家隔離及居家檢疫的人是不能自行外出的。立法院於2月25日三讀通過衛福部擬具的「嚴重特殊傳染性肺炎防治及紓困振興特別條例」,其中第 13 條規定,罹患或疑似罹患者不遵指示有傳染他人之虞者,處 2 年以下有期徒刑、拘役或新台幣兩百萬以下罰金。因此還是要乖乖遵照指令待在家喔!!否則害人又害己~ (2020.4.6 更新內容)

參考來源:

  1. 具中港澳旅遊史,於入境居家檢疫公告
  2. 依法配合居家檢疫隔離 14 天,共同守護國人健康
  3. 連假曾至人潮擁擠場所,應自主健康管理 14 天
  4. 嚴重特殊傳染性肺炎個案接觸者居家(個別)隔離通知書
  5. 防範新型冠狀病毒肺炎入境健康聲明暨居家檢疫通知書
  6. 祭出刑責!居家隔離檢疫趴趴走「還搭捷運」 最高關2年或罰200萬
  7. 行政院會通過「嚴重特殊傳染性肺炎防治及紓困振興特別條例」草案
  8. 居家隔離及居家檢疫有何不同?
  9. 什麼是居家隔離及自主健康管理
  10. 具感染風險民眾追蹤管理機制
  11. 新冠肺炎3類防疫措施/居家隔離、檢疫,自主管理怎麼分?請假有薪水嗎?
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你知道科學家超愛引用 2016 諾貝爾文學獎得主巴布狄倫的作品嗎?
valerie hung
・2016/10/14 ・960字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 562 ・九年級
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2016 年諾貝爾生醫獎物理獎化學獎、和平獎、經濟學獎相繼公布後,今年延後頒發的諾貝爾文學獎總算出爐,雖然不是許多人下賭盤的村上春樹,但也是引發一般大眾好奇討論的人選:美國創作歌手巴布狄倫(BobDylan),用以表彰他為美國歌曲傳統創立新的詩性表述。

圖片來源:Nobel Prize Org
2016 年諾貝爾文學獎頒給美國搖滾教父 Bob Dylan。圖片來源:Nobel Prize Org

巴布狄倫的音樂立下美國搖滾樂精神對社會的批判性格,而得獎消息一出,可能有不少科學家正拍手叫好呢!因為巴布狄倫可是科學界最受喜愛的歌手兼創作者之一,這位 75 歲美國詩人歌手的作品精神,即使橫跨十幾二十年仍顯得新潮,讓許多科學家粉絲「不假所思」地在論文中向他們的偶像致敬,你也能找到上百篇引用巴布狄倫歌名或歌詞的生醫研究論文和通訊信。

2015 年專業期刊《英國醫學通訊》(BMJ)就刊過一篇文章,指出光是在美國國家醫學圖書館建置的生物醫學資料庫 MEDLINE 中,巴布狄倫的創作可能就被引用了近 727 次 。作者最後判定有 213 則參考文獻明確引用自巴布狄倫的作品,其中他的抗議名曲<變革的時代>(The Times They Are a Changin’)則是最常被研究員借去放在文章標題。

不只如此,巴布狄倫經典的勵志歌曲<隨風而逝>(The answer is blowing in the wind)竟然也在瑞典科學界開啟一場永無止境的戰爭(?)。位在斯德哥爾摩的卡洛琳學院有群狂熱的科學家粉絲,他們進行著一場已持續二十年的「誰能在自家論文中「偷渡」最多巴布狄倫的歌詞」大賽(……真的有認真在寫論文嗎?),源頭正是 1997 年該校一篇名為<一氧化氮與發炎:隨風而逝>的論文。

該論文的兩位作者之一曾大聲宣告巴布狄倫作品超級讚,根本就該得到諾貝爾文學獎啊!現在看起來可說是神預言家呢~ 你也曾在研究報告中偷偷(或光明正大)展現對偶像的愛嗎?

圖片來源:kata rokkar/Flickr (CC BY NC 2.0)
Bob Dylan。圖片來源:kata rokkar/Flickr (CC BY NC 2.0)
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當歸能補血,還能預防 PM2.5 病變?
活躍星系核_96
・2017/10/17 ・1887字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 605 ・十年級
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  • 國立中山大學化學系助理教授王家蓁研究團隊的研究成果已獲國際知名期刊《Scientific Reports》刊登。圖片來源: 國立中山大學提供

《本草綱目》中記載「當歸」可以「和血補血」,國立中山大學化學系助理教授王家蓁研究團隊首度以科學方法證實「幾千年來老祖宗的智慧不是隨便說說」,她發現當歸中的一種活性成分「苯酞類化合物」確實能調節並提升血液輸送氧氣的功效,研究成果已獲國際知名期刊《Scientific Reports》刊登,未來經由動物與人體實驗,可望應用於開發 PM2.5 預防醫學。

本研究起因於王家蓁一次在吃「當歸麵線」時的靈光乍現,「大家都聽說過當歸可以補血行氣,那時我就想說這是真的嗎?」秉持追根究柢的精神,王家蓁回到實驗室即投入當歸對血液影響的研究,她將當歸萃取液滴入人體血液進行體外實驗觀察,透過共振拉曼光譜、血氧平衡實驗及蛋白質理論計算模擬,歷經三年半,終於證實當歸中的一種活性物質,對於血液中負責輸送氧氣的主角─血紅蛋白(又稱血紅素)確實有調控其分子結構的作用,並藉此提升血液釋放氧氣到組織細胞的功效。

當歸為補血要藥,jennyhsu47@flicker by CC 2.0

「這是全球首次以科學方法由分子層級證實當歸真的可以『補血行氣』」,王家蓁表示,當歸被人類使用已有千年歷史,此研究終於證實其能補充血液功能,促使氧氣行於週身器官細胞。將持續進行動物、臨床實驗及安全劑量等測試,未來將可望開發新藥物或預防醫學,應用於各類與缺氧相關的重大疾病,包括心血管疾病、腦神經退化性疾病(如阿茲海默症)及癌症等。

身兼中山大學氣膠科學研究中心主任的王家蓁指出,根據衛福部 106 年 6 月公布的最新台灣十大死因中,有高達 7 項疾病皆與 PM2.5 暴露相關。各項與 PM2.5 相關的疾病中,慢性阻塞性肺病(COPD)是很容易被輕忽的肺部疾病,卻高居全球人類死因的第 3 名。近來已有研究發現每天多增加 10 μg/m的 PM2.5 暴露量會增加 2.5% COPD 致死率。當肺部發生阻塞時,氧氣及二氧化碳在受損的肺泡中進行氣體交換的效率也會降低,導致無法吸入足夠的氧氣維持身體正常運作,細胞及組織缺氧是伴隨 COPD 發生的必然結果。 因此,「找出有效方法提升血液氧氣輸送及釋放效率」是可能幫助預防或緩衝 PM2.5 對全身各器官組織造成衝擊甚至病變的策略之一。

本次有關當歸中活性物質對血液功能影響的研究成果,未來可望應用於開發 PM2.5 預防醫學。由王家蓁主導的中山大學氣膠科學研究中心團隊,目前正與國內醫療體系和國外研究單位攜手合作,積極開發能夠降低 PM2.5 導致的各種重大疾病的新藥物和預防方法。

當歸中富含的活性物質有何種效用?

人類生命之得以維繫,完全仰賴於是否有足夠的氧氣能夠順利輸送至全身各器官及組織細胞,使他們得以正常發揮應有的生物功能。一旦細胞發生缺氧(cellular hypoxia),輕則導致生物功能失調及各種病變衍生,重則可能在極短時間內因缺氧窒息而導致死亡。在人體中負責扮演氧氣運送的關鍵主角就是血液中的血紅蛋白(又稱血紅素)。

血紅蛋白是大自然賦予人類維繫生命運作之內建高度精密的分子機器。血紅蛋白是由兩個 α 球蛋白單體、兩個 β 球蛋白單體所組成的四聚體。人體內氧氣的輸送及釋放即是透過血紅蛋白這四個球蛋白單體間的協同作用及其對應的分子構型來完成。我們呼吸時,微觀下的血紅蛋白分子其實也在呼吸,透過兩種不同血紅蛋白構型─包括鬆弛態 (relaxed, R state) 及緊張態 (tense, T state) 之間的轉換,血紅蛋白可以行使攜帶或釋放氧氣的任務。

血紅蛋白可說是科學家最早開始研究的蛋白質之一,分子生物學家 Max. Perutz 教授早在 1962 年就因首先解析出血紅蛋白的結構而獲頒諾貝爾化學獎的殊榮。但除了血紅蛋白本身之外,人體內還有一種重要化學成分,2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG) 在紅血球內扮演異構調控因子(allosteric modulator)的角色,可以輔助血紅蛋白在適當時機將氧氣釋放給各器官及組織細胞。然而,隨著年紀增長,人體內合成 2,3-BPG 的效率會逐漸降低,導致血紅蛋白釋放氧氣的效率逐漸下降。

王家蓁研究團隊經過 3 年半時間,利用共振拉曼光譜首先證實當歸萃取物對於血紅蛋白具有顯著異構調控的效應,將血紅蛋白穩定於低氧親和力而較容易釋放氧氣的構型狀態。經過抽絲剝繭找出當歸中的可能活性物質,再利用血氧平衡實驗,確認血紅蛋白的生物功能指標—對氧親和力確實有規則性地受到當歸中所富含的該類活性物質之有效調控。為了掌握這些活性成分之所以能夠有效調控血紅蛋白結構及功能的分子機制,王家蓁研究團隊進一步利用蛋白質理論計算模擬找出血紅蛋白受到當歸活性物質調控的活性位點,並進而推衍出一過去從未被提出的血紅蛋白異構調控可能機制。

  • 本文改寫自國立中山大學新聞稿

參考資料

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia