受保護的內容: 生醫領域的明日之星，「胞外體」的多元應用

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

當你走進一棟建築，是否能感受到它對環境的友善？或許不是每個人都意識到，但現今建築不只提供我們居住和工作的空間，更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生，正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題，確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染，同時提升我們的生活品質。然而，要成為綠建築並非易事，每一棟建築都需要通過層層關卡，才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境，政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立，旨在透過標準化的建築評估系統，鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時，為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法，自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止，已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品，涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築，不僅提升建築物的整體性能，也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

說這麼多，你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程，要經歷哪些標準與挑戰？

綠建築標章	智慧建築標章	綠建材標章

第一招：依循 EEWH 標準，打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源，是綠建築（green building）的核心理念，但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單，而是涵蓋建築物的整個生命週期，也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內，都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準，讓我們先回到 1990 年，當時英國建築研究機構（BRE）首次發布有關「建築研究發展環境評估工具（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，BREEAM®）」，是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後，於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」（Leadership in Energy and Environmental Design, LEED）這套評估系統，加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶，氣溫高，濕度也高，得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生，四個英文字母分別為 Ecology（生態）、Energy saving（節能）、Waste reduction（減廢）以及 Health（健康），分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級，設有九大評估指標。

我們就以「台江國家公園」為例，看它如何躍過一道道指標，成為「鑽石級」綠建築的國家公園！

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園，也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時，還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築，其外觀採白色系列，從高空俯瞰，就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落；從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊，生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構，設計自然護岸，保留基地既有的雜木林和灌木草原，並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物，採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙，不僅強化了環境的保護力，也提供多樣的生物棲息環境，使這裡成為動植物共生的美好棲地。

第二招：想成綠建築，必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築，使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出，一路到今日，國際間對此一概念的共識主要包括再使用（reuse）、再循環（recycle）、廢棄物減量（reduce）和低污染（low emission materials）等特性，從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時，使用自然材料與低 VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）建材，亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後，內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度，以建材生命週期為主軸，提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說，為確保室內環境品質，建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件；為了防溫室效應的影響，須使用本土材料以節省資源和能源；使用高性能與再生建材，不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性，也強調材料本身的再利用性。

在台江國家公園內，綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念，更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設，並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料，為鳥類和小生物營造棲息空間，讓「蚵殼磚」不再只是建材，而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆，整體綠建材使用率為 52.8%。

在日常節能方面，台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如，引入樓板下的水面蒸散低溫外氣，屋頂下設置通風空氣層，高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出，廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地，創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企，如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流，不僅提升了隔熱效果，減少空調需求，讓建築如同「與海共舞」，在減廢與健康方面皆表現優異，展示出綠建築在地化的無限可能。

在綠建材的部分，另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程，其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材，比方提高高爐水泥（具高強度、耐久、緻密等特性，重點是發熱量低）的量，並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」，還用再生透水磚做人行道鋪面。

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區，首先，他們捨棄金屬建材，讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是，他們也將施工開挖的土方做回填，將有高地差的荒地恢復成平坦綠地，本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪，無痛轉綠。

等等，這樣看來建築夠不夠綠的命運，似乎在建材選擇跟設計環節就決定了，是這樣嗎？當然不是，建築是活的，需要持續管理–有智慧的管理。

第三招：智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率，除了從建築設計與建材的使用等角度介入，也須適度融入「智慧建築」（intelligent buildings）的概念，即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性，使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器，用於蒐集環境資料和使用行為，並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

為了推動建築與資通訊產業的整合，內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度，為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂，目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例，為了掌握建築物生命週期中的能耗，需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標，評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面，則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境，以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中，充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術，來達成兼顧環保和永續發展的理念，也是利用建築資訊模型（BIM）技術打造的指標性建築，受到國際矚目。

在興建階段，為了保留基地內 4 棵原有老樹，團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描，並將大小等比例匯入 BIM 模型中，讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離，確保施工過程不影響樹木健康。此外，在大樓啟用後，BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」，透過 3D 建築資訊模型，提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護，包括保養計畫、異常修繕及耗材管理，讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用，從建造設計擴展至施工和日常管理，使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management，簡稱 FM ) 為例，該系統可在雲端進行遠端控制，根據會議室的使用時段靈活調節空調風門，會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣，而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率，保持低頻運作，實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現，從源頭減少碳足跡；綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小，並保障居民的健康；智慧建築標章運用科技應用，實現能源的高效管理和室內環境的精準調控，增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用，讓建築不僅是滿足基本居住需求，更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

關於返老還童這件事，科學家再度探索到一些眉目了，有可能回復你青春的肉體，喔不是，應該說是恢復為青春狀態的肌肉！

眾所皆知，身體的肌肉量會隨著年紀增長，而且從 25 歲開始，人體每年減少的肌肉量比率約 1%^[1]，到了 60 歲以後，減少速度還會加快。因此，「返老」的一個關鍵，就是恢復肌肉的年輕程度，或是說，如何讓老化的肌肉，又一次擁有較強的再生能力。而如何使衰退肌肉「年輕化」，便是本次介紹的研究中，研究人員想要解開的謎題。

不過這個賦予肌肉恢復再生能力的方法，可能會讓各位有點驚訝，因為匹茲堡大學及其醫學中心的研究團隊，是讓較老的小鼠，接受年輕小鼠的血液，將衰老肌肉恢復年輕肌肉所有的特徵^[2]。乍聽起來，是不是有點像武俠小說裡，需用血液為引的武功，或是傳說中會飲血且永保青春外貌的吸血鬼呢？

「肌」不可失，但肌肉流失卻是自然現象

當提到肌肉時，很自然地會與運動連結在一起，要有靈活的運動能力，強健的身體肌肉必不可少。偏偏現實如此殘酷，隨著年齡提高，我們的肌肉就是會逐漸地變小、變弱，不僅如此，連受傷後的癒合能力也一併變得較差。但你可能問：「我天生身強體健，每周還固定重量訓練，維持身體狀況，確保肌肉總量。都做到這樣了，肌肉還是會減少嗎？」是的，殘酷的事實再度襲來，歲數增加就會開始流失肌肉，但好消息是，有經常規律運動的各位，比起平常較少運動的人，肌肉流失的速度較慢。

而其他還有很多狀況也會造成肌肉流失，例如運動量太少或超量、來不及補充蛋白質、或是長期臥床缺少活動。如果你擔心自己或長輩的肌肉量不足，想知道有沒有評估方法嗎？有的，各國研究文獻指出，小腿圍跟肌肉量高度正相關，這時候要讓我們秀出小腿，量一量小腿圍，在臺灣一項大型研究成果顯示^[3]，當 50 歲以上的男、女性小腿圍，分別低於 34 及 32 公分時，就可能有罹患肌少症的風險。

既然大致知道人類肌肉老化的生理現象了，現在是時候來看看哪位「小神醫」能讓衰老的肌肉回春吧！

用「細胞外囊泡」載回年輕的肌肉

研究團隊在血液中尋覓到的這位小神醫，就是近幾年在生技醫藥界火速受到重視竄起的小小明星，「細胞外囊泡」（Extracellular Vesicles, EVs）^[4]。這個直徑僅 30-50 奈米的細胞外囊泡，為什麼會受到重視呢？其實，細胞外囊泡人人都有，身體各個細胞幾乎都會釋放這個顆粒，可以想像它是一個外層裹覆細胞膜的運輸裝置，內部載有蛋白質、脂質、DNA、RNA 和訊息因子等多種物質，且可以轉運給其他細胞，是細胞間交互作用及溝通的重要角色之一。換句話說，它參與細胞調控，與人的生理機制息息相關。

讀到這，你看到 EVs 與老化肌肉恢復再生能力的關聯了嗎？研究結果驗證，細胞外囊泡與骨骼肌恢復年輕有關，他們透過「異時性血液交換機制（Heterochronic blood exchange, HBE）」^[5] 這一套換血方法，將年輕小鼠血液中的血清，連同 EVs 注射至肌肉受傷的老年小鼠體內，而與注射安慰劑的小鼠組別相比，肌肉受傷的實驗組小鼠，確實獲得了再生功能的強化。反之，若將年輕小鼠血清中的 EVs 去除呢？賦予受傷肌肉的回春能力也隨之消失。

EVs 載運的貨物百百種，哪一個是回春關鍵？

既然可說細胞外囊泡是位小神醫，那它帶著許許多多不同的物質，就好比是各種特效藥了。接下來，我們就得問，到底哪一個才是恢復衰老肌肉的「靈丹妙藥」。研究人員進一步分析核酸、蛋白質以及脂質後，發現叫做「Klotho」的關鍵物質。數據表明，年輕小鼠的 EVs 中，所攜帶的 Klotho mRNA 較老化小鼠來得多，且 Klotho 蛋白質總量也有差異，因此下一步就要解讀 Klotho 與肌肉再生的關聯。

在此要先了解一下肌肉前驅細胞（muscle progenitor cell），或稱肌肉先驅細胞。這一類細胞與耳熟能詳的幹細胞有點相似，都能分化成特定細胞，但前驅細胞的功能少一點、可分化的類型也少一些，且會更專一地向某細胞族群分化，就像是這次關注的肌肉前驅細胞，顧名思義就與肌肉有關。

接著我們把 Klotho 蛋白質抓回來一起討論，有人稱這個蛋白質為「長壽蛋白」，已被確定是肌肉前驅細胞的調節蛋白，並發現當年輕小鼠的肌肉損傷時，Klotho 蛋白質的表現量會上升，而年老小鼠體中則是較為恆定不變的狀態^[6]。研究不僅發現 EVs 會傳遞 Klotho mRNA 給肌肉前驅細胞，也能看到老年的小鼠，其 EVs 內的 Klotho mRNA 含量少，因而導致細胞中轉譯的 Klotho 蛋白質連帶較少，而這也解釋了肌肉衰老的部分成因。

推進肌肉年輕化的研究應用

假如這個首次發表的再生醫療領域研究成果，其結論是「發現細胞外囊泡能促使老化肌肉恢復再生能力」，無疑是個引人注目的發現，但想依循這個成果實際應用，可是會處處受限。

要記得， EVs 本身參與細胞調控攜帶的物質非常多，如果有一個肌肉再生療法，方法是直接注射自血液分離的 EVs，那可能發生什麼事？結果可能很美好，也可能非常糟，因為細胞將受到多種調控訊息的刺激，衰退的肌肉或許變年輕了，但其他細胞也不受控制，而這還沒談論異體移植的重重困難。

不過，這次成果值得注意，是因為研究團隊驗證 EVs 攜帶的 Klotho 有效用，那應用的道路就相對明確多了，就如同國際復健醫學中心（UPMC）的 Fabrisia Ambrosio 博士所說，他們未來的其中一個目標是，設計出載有特定貨物的 EVs，如此便有機會決定目標細胞的調控反應。換句話說，就是希望減少不可控的因素。當哪天成功達成這一步，以這個研究成果來說，人類也許便能利用 EVs 改善受傷肌肉的恢復功能、強化衰老肌肉的再生能力等。

不僅是肌肉，EVs 還可逆轉其他衰老現象

看到這，細胞外囊泡用於肌肉的各種應用方式，是不是慢慢在腦中描繪浮現了呢？不論是運動員肌肉受傷後的復原治療、年長者衰退肌肉的照護治療、長期臥床病患萎縮肌肉的再生醫學等，在未來都有可能被創造。

倘若單單使肌肉返老還童仍無法滿足，現有林林總總的研究證據顯示，EVs 還隱藏多種使人青春永駐的能力尚待開發，舉凡動脈硬化、關節軟骨再生、認知衰退的改善^[7]等等都是。甚至人人聞之色變的癌症，也與 EVs 有關，因為癌細胞同樣會分泌細胞外囊泡。因此，科學家正試圖找出 EVs 內的特定物質，藉以當作標記物來篩檢癌症，例如臺灣有做肺腺癌快檢系統的研究^[8]。

細胞外囊泡的應用層面非常廣，所以可期待的是未來將有不少與 EVs 有關的醫療，讓人維持健康的生活，而研究者們也可持續深入做其他延伸研究。

參考資料

1. 身體質量指數（BMI）正常的人就不需要運動嗎！？

2. Sahu, A., Clemens, Z.J., Shinde, S.N. et al. Regulation of aged skeletal muscle regeneration by circulating extracellular vesicles. Nat Aging 1, 1148–1161 (2021).

3. Hwang AC, Liu LK, Lee WJ, Peng LN, Chen LK. Calf Circumference as a Screening Instrument for Appendicular Muscle Mass Measurement. J Am Med Dir Assoc. 2018 Feb;19(2):182-184.

4. Doyle LM, Wang MZ. Overview of Extracellular Vesicles, Their Origin, Composition, Purpose, and Methods for Exosome Isolation and Analysis. Cells. 2019;8(7):727.

5. Conboy, M. J., Conboy, I. M., & Rando, T. A. (2013). Heterochronic parabiosis: historical perspective and methodological considerations for studies of aging and longevity. Aging cell, 12(3), 525–530.

6. Sahu, A., Mamiya, H., Shinde, S.N. et al. Age-related declines in α-Klotho drive progenitor cell mitochondrial dysfunction and impaired muscle regeneration. Nat Commun 9, 4859 (2018).

7. Villeda, S., Plambeck, K., Middeldorp, J. et al. Young blood reverses age-related impairments in cognitive function and synaptic plasticity in mice. Nat Med 20, 659–663 (2014).

8. 以胞外囊泡（EVs）偵測肺腺癌細胞之快檢系統研發與驗證-肺腺癌胞外囊泡小分子核糖核酸腫瘤標誌的鑑定分析