來自幹細胞的胰島β細胞：科學家解碼幹細胞分化的早期分子機制

飲料中的添加糖和食物中的添加糖，造成的影響有所不同嗎？

如果生存開關的啟動只與熱量有關，無論是吃軟糖，還是喝汽水，高果糖玉米糖漿所產生的作用理當一樣。但事實並非如此，喝糖通常比吃糖更糟得多。為什麼會這樣？生存開關是由於肝臟中的 ATP 濃度下降所觸發，因此關鍵在於有多少果糖到達肝臟。如果肝臟接收到大量果糖，則 ATP 會大幅下降，刺激生存開關強烈反應。倘若只有少量果糖到達肝臟，果糖代謝效應會比較溫和。這意味著，儘管我們在談論生存開關時，一直將它簡化為一種按鈕，可控制為開或關，但實際狀況比較像是可調整強度的旋轉鈕，會根據狀況產生強弱不同的反應。

換句話說，肝臟的反應是依據接收到的果糖濃度，而不是果糖量。比起果糖一次全部進入的狀況，當果糖緩慢進入時，肝臟接觸到的果糖濃度會比較低。也因為如此，軟性飲料比固體糖類更容易啟動生存開關。軟性飲料含有大量的糖分（以 600 毫升的汽水為例，當中含有約 17 茶匙的高果糖玉米糖漿，其中約 9 茶匙是果糖），通常幾分鐘即可喝完，而且由於是液體，不需要消化，這會讓肝臟中迅速充滿果糖和葡萄糖。相較之下，固體食物必須經過消化，需要更長的時間才能到達肝臟。（這也是完整水果較不易啟動生存開關的原因，因為水果纖維有助於減緩吸收。）因此，固體食物中的果糖到達肝臟的速度較慢，不會讓生存開關一下子轉到最強狀態。

營養學家兼遺傳學家斯皮克曼（John Speakman）進行的實驗證實了這一點，他發現餵食液體糖的小鼠，比餵食固體糖的更肥胖。人體臨床研究也比較食用液體糖（來自軟性飲料或其他飲料）和固體糖（來自糖果和甜點）的差別，所有證據都指向同一個結果：液體糖導致肥胖和（或）糖尿病前期的可能性，比固體糖更高。在一項研究中，將年輕受試者隨機分成兩組，一組每天喝一杯 240 毫升的軟性飲料，一組吃下含糖量相等的軟糖，持續四週，然後恢復正常飲食，也持續四週，並在這段「淨化」期之後，讓兩組受試者交換，原本喝軟性飲料的改吃軟糖，反之亦然，再持續四週。試驗結束時，研究人員發現，受試者在「喝糖」期間攝取的總熱量，比「吃糖」期間多了約 17%。在喝了四週的軟性飲料後，受試者的體重增加，脂肪也增加。相較之下，吃軟糖的四週內，他們的體重並未增加。

液體糖比固體糖更容易導致肥胖，而且喝液體糖的速度也會造成影響。為了證明這一點，我們在伊斯坦堡科曲大學的合作夥伴坎貝，提供蘋果汁給志願的受試者，這些蘋果汁內的果糖含量與軟性飲料相似。坎貝讓一半的人在 5 分鐘內喝下 500 毫升果汁，另一半則是每隔 15 分鐘喝下 125 毫升，用一小時喝完 500 毫升的果汁。一小時結束時，雖然兩組人喝下的蘋果汁分量一樣，但兩組間的差異卻非常驚人。5 分鐘內喝完蘋果汁的人，體內的尿酸和血管加壓素（肥胖荷爾蒙）快速增加。相較之下，花一小時喝完蘋果汁的受試者，尿酸和血管加壓素的變化比較緩和。由於尿酸和血管加壓素升高相當於生存開關活化的證據，這表示如果一定要喝軟性飲料，慢慢享用會比大口豪飲來得安全。

幾年前，曾有人基於軟性飲料含糖量高，提議紐約市政府對軟性飲料課稅。軟性飲料業者指出其他食品也含有大量的糖，專挑軟性飲料課稅並不公平。基於這項爭議，再加上其他因素，飲料稅法案最後沒有通過。但根據前面提到的研究，軟性飲料業界的論點其實有誤。

根據液體糖和固體糖的研究，還可以得到一個結論：「魚與熊掌或許可以兼得」。也就是說，享用富含糖類的甜點時，如果吃得夠慢，或許可能避免觸發生存開關。這時蛋糕就只是熱量而已。問題是，要慢慢的吃甜點幾乎是不可能的事！

喝軟性飲料時不能大口暢飲，而得用一小時的時間慢慢啜飲完畢，也同樣不容易。另外，與其單獨飲用軟性飲料，不如在用餐之間慢慢喝，畢竟邊吃邊喝，讓液體中的糖與食物混合，可減慢吸收速度。

重點

液體糖比固體糖更有害，大口喝下軟性飲料是啟動生存開關最有效的方法。含糖軟性飲料、能量飲料、果汁、含糖的茶和咖啡，全都應該避免。如果偶爾想放縱一下，請放慢飲用速度，並一定要與食物搭配。

——本文摘自《大自然就是要你胖！》，2024 年 06 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。

如果用我們的基因製造複製人，可以代替我們上班上課嗎？想像一下，如果世界上每個人都有一個雙胞胎分身？或者，如果我們可以克隆出已故的名人？甚至複製已故的寵物或親人？

當然，這些都是幻想，但複製生物技術的發展正在讓這個幻想漸漸變為現實⋯⋯

科幻小說的故事照進現實，在技術層面上有哪些困難？道德上又會引發哪些問題呢？

讓我們一起探索這項驚人技術的曲折歷程吧！

今天的文章將會回答以下問題：

1. 複製生物技術的早期實驗有哪些？又帶來什麼影響？
2. 基因複製技術最大的困難是什麼？
3. 複製技術面臨哪些主要挑戰和倫理道德問題呢？
4. 複製生物技術除了複製生物還能有哪些應用？

克隆實驗早期的探索與突破？

複製生物技術的發展是一個漫長而曲折的過程，從 19 世紀末的早期實驗，到 20 世紀中葉的技術突破，再到 21 世紀的應用與挑戰。

胚胎實驗的歷史可以追溯到 19 世紀末，當時德國生物學家杜里舒（Hans Driesch，1867-1941）進行了一項開創性的實驗。他通過搖晃的方式將四個海膽胚胎細胞分離，並觀察到每個分離的細胞都能發育成完整的幼體，儘管體型較小。這一實驗證明了早期胚胎細胞具有全能性（totipotency），即早期胚胎的每個細胞都能發展成完整個體，這為後來的細胞核移植技術奠定了基礎。

在 20 世紀初，植物學家發現通過嫁接和分裂植物組織可以產生與母體相同的植物。奧地利植物學家戈特利・哈伯蘭特（Gottlieb Haberlandt，1854-1945）提出了「植物細胞全能性」（totipotency）的概念，即每個植物細胞都具有發育成完整植物的潛力。哈伯蘭特的實驗主要是通過無菌技術培養植物細胞，雖然當時他並未成功培育出完整的植物，但他的理論和研究為後來的植物組織培養和克隆技術奠定了基礎。

1914 年，德國生物學家漢斯・斯佩（Hans Speman，1869-1941）進行了另一個具有里程碑意義的實驗。他利用了一根嬰兒頭髮製作的環狀結，將其繫在受精的蠑螈卵細胞上，並將細胞核推到一側。當細胞核所在的一側開始分裂成多個細胞後，他鬆開結讓一個細胞核滑回未分裂的細胞一側，從而產生了兩個獨立的細胞群，這些細胞群最後發育成了兩個完整的胚胎。這是最早的核移植（nuclear transfer）實驗，顯示了細胞核在胚胎發育中的重要性​。

20 世紀中葉，科學家們進一步推動了克隆技術的發展。1952 年，美國科學家羅伯特・布里格斯（Robert Briggs，1911-1983）和湯瑪斯・金恩（Thomas Joseph King，1921-2000）首次成功地將青蛙胚胎細胞的細胞核移植到去核的卵細胞中，並培育出蝌蚪，雖然這些克隆青蛙無法存活至成年，但這實驗證明了細胞核可以在去核卵母細胞中重新編程，進而發育成新個體。

桃莉羊的誕生：克隆技術的重要里程碑

克隆技術的重大突破出現在 1996 年，當時英國羅斯林研究所的伊恩・威爾穆特（Ian Wilmut，1944-2023）和基思·坎貝爾（Keith Campbell，1954-2012）成功地克隆了第一個成年哺乳動物，也就是廣為人知的——桃莉羊（Dolly）。他們使用的是一隻成年綿羊的乳腺細胞核，將其移植到一個去核的卵細胞中，最終培育出桃莉。這一成就震驚了全世界，因為它證明了成體細胞的基因信息可以被重置為胚胎狀態，並成功發育成為一個完整的生物體，標誌著克隆技術的一個重要里程碑​。

桃莉羊的誕生引發了廣泛的科學和倫理討論。一方面，科學家看到了複製技術在醫學研究、保護瀕危物種以及農業中的潛力。另一方面，社會各界對複製技術的倫理問題表示擔憂，特別是人類複製的可能性。

桃莉羊的成功開啟了克隆技術的新篇章，此後，小鼠、牛、山羊等多種哺乳動物相繼被成功複製，展示了這一技術的廣泛應用潛力。同時，科學家們將目光投向了更為複雜的靈長類動物。

靈長類動物的複製技術在 21 世紀取得了進一步的突破。2018年，中國科學家成功利用與桃莉羊相同的「體細胞核轉植」技術複製出兩隻有相同基因的長尾彌猴「中中」和「華華」，標誌著克隆技術的又一個突破​。2020年中國又成功複製了恆河猴，並取名為「ReTro」，不同於印象中印象中複製動物壽命都很短或是飽受疾病之苦，ReTro 在今年（2024年）已經要滿四歲了，是首隻平安長大成年的複製恆河猴。

複製技術的挑戰？

儘管克隆技術在基因層面上已經相對成熟，但要複製出健康的個體仍然面臨巨大挑戰。許多克隆動物都表現出健康問題，如免疫系統缺陷、心血管問題、早衰、壽命縮短或在在肝、腎、肺、大腦、關節等地方產生發育上的缺陷，也有部分出現體型異常巨大的問題​​。例如綿羊的正常壽命約在 12 年左右，但桃莉羊在 6 歲時，就因關節炎與肺部感染而去世。

這主要是因為，細胞核在卵細胞中的重新啟動過程容易出現問題，導致克隆個體可能存在基因表達異常。即便是中國科學院成功複製的 ReTro 也只是難得成功的個案。

基因複製出的人類會和本人完全一模一樣嗎？

克隆技術，特別是克隆人類，涉及複雜的倫理和道德問題。一方面，克隆技術可能會被用來治療某些疾病，或是用於治療遺傳疾病和器官移植，甚至延長壽命；但另一方面，它也可能被濫用，導致倫理危機。例如，克隆人類可能引發身份認同問題，並挑戰現有的社會和家庭結構​，反對者擔心擔心這樣的技術會對社會和人類本質造成不可預見的影響。

如果突破細胞核重新啟動的困境，複製出來的克隆人會和本人完全一樣嗎？

答案是：「不會」。

美國演化生物學家阿亞拉（Francisco J. Ayala，1934-2023）在《美國國家科學院院刊》上提出，我們目前進行的生物複製實驗複製的只是「基因型」而非「表現型」。基因型指的是基因組成；而表現型指的是包含個體外表、解剖結構、生理機能以及智力、道德觀、審美、宗教價值觀等行為傾向和屬性，還有透過經驗、模仿、學習所獲得的特徵。表現型是基因與環境間複雜作用下的產物。基因型的複製就像是同卵雙胞胎，就算長得再像，他們怎麼樣都不會是「同一個人」。透過生物複製技術基因複製出的克隆人，其實也只不過是跟你擁有相同基因的雙胞胎而已。

不過目前世界上也存在一種能複製表現型的技術，那就是——「AI」。

隨著人工智能技術的進步，模擬人類個性和行為變得越來越現實。例如，AI 可以通過學習大量數據來模擬特定個體的行為模式，甚至在某些情況下，AI 克隆可能會比生物克隆更具實用性。然而，這也帶來了新的風險，包括隱私泄露、數據濫用等​​。

複製技術在生物醫學領域來能有哪些應用？

複製技術的應用範圍廣泛，涵蓋了醫學研究、農業、生態保護等多個領域。

複製技術在生物醫學領域具有巨大的潛力。幹細胞治療可以利用克隆技術培育出患者自身的幹細胞，從而避免免疫排斥反應。製藥公司可以利用克隆動物來進行藥物測試，提高藥物研發的效率和準確性​。科學家也可以生產出大量具有相同基因組的細胞，用於研究疾病機制和開發新藥。克隆技術被用於創建動物模型，這些模型有助於研究人類疾病的機制和治療方法。例如，科學家利用克隆技術創建了患有阿爾茨海默症和帕金森症的動物模型，這些模型為藥物開發和治療策略的研究提供了重要的工具。

在農業領域，複製技術被用於繁殖優良品種，增加牲畜的生產力和抗病能力。通過克隆優秀的畜禽個體，農民可以提高產量，降低疾病風險，從而提高農業生產的效益。

此外，複製技術在生態保護方面也有重要的應用。許多瀕危物種由於種群數量減少，面臨滅絕的危險。科學家們利用複製技術試圖保護這些物種，例如，已經有研究成功克隆了瀕危的野生動物，為保護生物多樣性提供了新的方法。

結論

總結而言，複製生物技術的發展歷程充滿了挑戰和機遇。從早期的胚胎細胞分離實驗，到 20 世紀中葉的核移植技術，再到 1996 年桃莉羊的成功，科學家們在不斷探索和突破。儘管技術上取得了許多進展，但複製健康個體的挑戰仍然存在。此外，倫理和道德問題也不容忽視。未來，隨著技術的不斷進步，克隆技術在生物醫學領域的應用將更加廣泛，但我們也必須謹慎對待其可能帶來的社會和倫理影響，我們需要謹慎管理這項強大的技術，在發揮其潛力的同時，避免可能帶來的社會和倫理風險。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識！

參考資料

• https://thekeep.eiu.edu
• https://esg.businesstoday.com.tw/arti…
• https://learn.genetics.utah.edu/conte…
• https://www.genome.gov/about-genomics…
• https://education.nationalgeographic….
• https://timesofindia.indiatimes.com/h…
• https://www.statnews.com/2020/02/21/h…
• https://variety.com/2023/global/asia/…
• https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas…
• https://theconversation.com/ai-clones…
• https://www.gzeromedia.com/gzero-worl…
• https://www.gzeromedia.com/gzero-worl…
• https://www.scientificamerican.com/ar…
• https://www.bbvaopenmind.com/en/scien…

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《糖尿病足潰瘍新利器 2024 治療指引推薦使用新式乳膏治療 早日癒合就能遠離截肢命運，整形外科醫師圖文解說》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
• 加入照護線上 LINE 官方帳號，健康資訊不漏接

糖尿病足潰瘍治療對於經濟負擔極大，若患者未能及早發現、儘速治療將一步步走向截肢的結局。

「那是一位 50 多歲的糖尿病患者，走進診間一跛一跛地，相當吃力。」衛生福利部臺北醫院整形外科主任劉明偉醫師表示，「根據患者的描述，一開始是大腳趾頭上出現小傷口，但遲遲沒有癒合。由於缺乏良好的傷口照護，患者的腳便逐漸紅腫，傷口流出滲液，連走路都不方便。」

後續由於感染很嚴重，患者只好接受手術清創，並截掉兩根腳趾。劉明偉醫師表示：「其實，如果患者在發現傷口時便立刻就醫，好好接受治療，應該有機會讓傷口早點癒合，不用面臨截肢的狀況。」但因為患者是弱勢群體，加上步行不便，每一次的回診對於沒有家庭支持的患者來說真的是舉步艱難，後續即使有社工的介入，該名患者依舊未能有效控制傷口潰瘍的進程，往後更可能面臨再次截肢的命運。

在台灣，糖尿病是相當普遍的問題，劉明偉醫師說，糖尿病會造成血管病變與神經病變，而漸漸演變為糖尿病足，約有 25% 的糖尿病患者會有足部潰瘍問題。血管病變會使血管狹窄、阻塞，而影響足部血液循環，可能產生潰瘍、壞疽；神經病變會讓患者感覺遲鈍，容易在無意間受傷、燙傷，因為不覺得疼痛，患者常常會輕忽傷口，容易遭到感染，進展為蜂窩性組織炎、壞死性筋膜炎，而需要動手術清創，甚至截肢。

「糖尿病足潰瘍患者常常會因為感染而反覆住院、接受清創手術，甚至截肢。」劉明偉醫師說，「研究指出，糖尿病足患者因為感染而再次住院的比例高達 40%，其中每 6 名患者就有 1 人在感染 1 年後死亡。若是不幸截肢，更有高達 5 成患者會在截肢後 5 年內死亡。」

導致糖尿病足患者面臨截肢的原因很多，劉明偉醫師說，常見原因包括傷口照護不良、誤信偏方、使用不明藥膏塗抹傷口，這些藥膏非但沒有治療效果，還可能加速傷口感染、惡化；患者可能完全不曉得足部有傷口，等到足部腫脹、滲液、化膿、發臭才發現；即使知道足部有傷口、潰瘍，患者可能因為不覺得疼痛，而延誤就醫。血糖控制不佳對糖尿病足潰瘍也有負面影響，除了讓足部血液循環惡化、傷口難以癒合、也會增加傷口感染的機會。

糖尿病的併發症相當多，倘若糖尿病足潰瘍惡化、截肢，可能導致行動不便，又會衍生出更多棘手的問題。劉明偉醫師說，糖尿病友平時要儘量避免足部出現潰瘍，而在出現潰瘍之後，一定要及早就醫，接受正確的治療，讓潰瘍儘快癒合。

清創後糖尿病足傷口新式乳膏助糖尿病足傷口早日癒合

在過去，糖尿病足潰瘍的照護大多使用抗生素藥膏。劉明偉醫師說，使用抗生素藥膏的主要目的是預防感染，避免進展為蜂窩性組織炎、骨髓炎等狀況。

根據中華民國心臟學會與台灣整形外科醫學會於 2024 年公布的「糖尿病足潰瘍治療共識」中建議，若患者周邊血管變病與阻塞已處理完成、傷口也完成清創後，建議下一步可以使用糖尿病足傷口新式乳膏治療，可以幫助傷口快速癒合，降低截肢風險。劉明偉醫師補充，糖尿病足傷口新式乳膏的作用是調控影響傷口癒合的微環境，抑制傷口中會增加發炎的 M1 巨噬細胞，增加促進癒合的 M2 巨噬細胞，促使血管新生、傷口修復。幫助縮短傷口發炎期，進入增生期，促進傷口癒合。

糖尿病足傷口新式乳膏是照護患者傷口的利器，根據臨床使用經驗，確實有助於縮短傷口癒合的時間。劉明偉醫師補充，有些情況患者可能還會搭配高壓氧治療、手術，並利用各種醫材來幫助傷口癒合。

目前糖尿病足傷口新式乳膏已納入健保給付，只要符合條件，醫師便會協助申請使用，健保給付條件如下：

糖尿病足部潰瘍常見分級(Wagner System)為 2 級，清創後最大傷口面積 ≦ 5 平方公分，且符合以下所有條件：

1. 傷口深及肌肉層且經抗生素藥膏或燙傷藥膏治療及使用傷口敷料 12 週後，傷口癒合面積 ＜ 50 %。
2. 檢測糖化血色素 ＜ 8.5 %、白蛋白 ≧ 3.0 g/dL。
3. 治療前上下肢血壓比值ABI（Ankle Brachial Index）≧0.9。

「現在健保規定的使用條件比較嚴苛，清創後傷口面積要小於 5 平方公分，且需先治療 12 週，傷口癒合面積 ＜ 50 %，還要搭配抽血檢查的數值。」由於目前現行健保給付條件下，患者要等候三個月進行傷口對照後，才能使用，對於是否可能影響患者截肢機率，劉明偉醫師分享，「如果能夠及早使用，對患者應該會有幫助。讓傷口早日癒合不但可以降低截肢風險、避免失能、維持生活品質，還可以節省後續回診、住院、手術的醫療花費。」

貼心小提醒

糖尿病足潰瘍問題很多，糖友們平時要穿著合腳的鞋襪，不可赤腳走路。劉明偉醫師說，請每天檢查雙腳，如果發現龜裂、擦傷、水泡、潰瘍等狀況，務必及早就醫，利用正確的方法照顧傷口。跨專科團隊會運用各種方法來穩定血糖、恢復血液循環、控制感染、促進傷口癒合，幫助患者維持生活品質，遠離截肢的威脅！

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《糖尿病足潰瘍新利器 2024 治療指引推薦使用新式乳膏治療 早日癒合就能遠離截肢命運，整形外科醫師圖文解說》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
• 加入照護線上 LINE 官方帳號，健康資訊不漏接