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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

活躍星系核_96
・2014/03/02 ・1241字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 627 ・十年級

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本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

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Wnt/β-catenin訊息傳導路徑和微小核糖核酸335號(microRNA 335),能促進幹細胞分化出原生細胞。原生細胞由胚層組成,也是不同組織類型-例如胰腺以及分泌胰島素的β細胞-的起源。赫蒙霍玆慕尼黑衛生與環境研究中心(Helmholtz Zentrum Munchen,簡稱HMGU)的科學家根據先前的研究結果,發現幹細胞分化時的關鍵分子,研究成果可以應用在治療糖尿病的β細胞移植療法。這兩項研究的結果發表在《Development》期刊上。

研究團隊根據這項研究,對於幹細胞分化之分子調控提出新的見解,替像是糖尿病的慢性疾病的再生醫學療法,揭示重要的目標結構。

多能幹細胞能夠分化成為人體中所有的細胞。在胚胎發育早期階段,多能幹細胞構成胚胎的三層:內胚層、中胚層、和外胚層。不同功能的組織細胞,像是皮膚細胞、肌肉細胞,以及特定的器官細胞,就是由這三層細胞所長成。

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各種各樣的的訊息傳導路徑對於胚層的建構很重要,其中包含Wnt/β-catenin訊息傳導路徑。胰腺的細胞,例如β細胞,由內胚層組成;來自胃腸道、肝臟、肺臟的胚層也會形成。IDR主任的Heiko Lickert教授,與慕尼黑LMU的Gunnar Schotta教授共同表示:Wnt/β-catenin訊息傳導路徑能調節Sox17基因,Sox17基因能依序調節分子程序,分配多能細胞到內胚層,並誘導幹細胞開始分化。

在另一項計畫中,Lickert教授與計算生物學研究機構(ICB)的Fabian Theis教授發現,microRNA-335調節內胚層的轉錄因子Sox17和Foxa2;當細胞在胚層裡分化時,負責與鄰近的中胚層劃定界限。轉錄因子的濃度決定這些細胞在這裡會發展為肝臟、肺臟、或是胰腺細胞。

Lickert教授說:「我們的發現指出幹細胞分化的兩個關鍵過程。透過對細胞形成的進一步瞭解,我們可以從幹細胞創造出特定功能的細胞」。這項技術也可以使用在各種治療方法上-像是在糖尿病,我們可以移植有缺陷的β細胞。再生醫學從此能為其他器官缺陷或疾病的療法之一。

糖尿病一型的病因在於胰腺裡負責分泌胰島素的β細胞失能,而再生醫學希望能恢復或移植這些細胞。Lickert與他的團隊參與一項歐盟資助的研究項目(簡稱’HumEn’),將在未來提出更進一步的β細胞移植療法的見解。

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資料來源:Insulin-producing beta cells from stem cells: Scientists decipher early molecular mechanisms of differentiation. Phys.org [Jan 23, 2014]

研究文獻:

  • Engert, S. et al. (2013). “Wnt/β-catenin signalling regulates Sox17 expression and is essential for organizer and endoderm formation in the mouse,” Development, DOI: 10.1242/dev.088765
  • Yang, D. et al. (2014, epub ahead of print). “miR-335 promotes mesendodermal lineage segregation and shapes a transcription factor gradient in the endoderm,” Development, DOI: 10.1242/dev.104232

編譯:

 me_04

黃婉貞

成功大學認知所畢業,受到HPX讀書會啟蒙,熱衷穿梭在各類型社群聚會與人交流。

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延伸科學再發現@科技大觀園

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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

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心房顫動提高中風風險?心房顫動有哪些警訊?如何治療?
careonline_96
・2024/04/12 ・2546字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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「有一位 40 歲的男士,因為左腰痛來到急診室。」新竹馬偕醫院心臟內科林柏霖醫師表示,「檢查發現,居然是心房顫動造成的血栓流到腎動脈,而造成腎臟中風。」

經過醫療團隊緊急手術,取出左腎動脈裡的血栓,成功保住了腎臟。林柏霖醫師說,為了避免心房顫動持續形成血栓導致嚴重併發症,建議患者要積極處理。該患者選擇接受冷凍導管消融術,順利恢復正常心律,也預計未來再度中風的風險會降低。

心房顫動為臨床常見的一種心律不整,好發在 65 歲以上的中老年人身上,因此隨著台灣人口老化的趨勢,患病人口的比例也越來越高。林柏霖醫師說,高血壓、高血脂、糖尿病、心肌梗塞、心臟衰竭等皆是引起心房顫動的危險因子。另外,像是甲狀腺亢進、肥胖、睡眠呼吸中止症也會增加心房顫動的風險。

心房顫動是心房受到異常電訊號刺激而出現快速且不規則收縮,在台灣的盛行率大概是 1% 至 2%。林柏霖醫師表示,心房顫動發作時大約 20% 的病人沒有明顯症狀,所以完全不曉得自己的心律有問題。由於心室收縮的速率可能忽快忽慢,患者可能出現心悸、胸悶、頭暈、虛弱無力、呼吸急促等症狀。

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同時心房顫動可能導致血液滯留,而漸漸形成血塊。林柏霖醫師解釋,當血塊脫落,隨著血液流出心臟,就會造成嚴重併發症。比如血塊流入冠狀動脈,會造成心肌梗塞;血塊流入腦部,會造成腦中風;血塊流入腎臟,會造成腎中風;血塊流入腸系膜,會造成腸中風;血塊流入四肢,會造成肢體中風。這些併發症都相當棘手,可能導致失能,甚至危及性命。

林柏霖醫師強調:「心房顫動會大幅提高中風的風險,最好能早期發現,早期介入治療!」

民眾可以透過例行性健檢中的心電圖診斷心房顫動,不過尚有部分患者屬於陣發性心房顫動,偶而發作後過一陣子又恢復正常心律。林柏霖醫師說,若必要時可使用 24 小時連續心電圖或是植入式心律監測器,長時間紀錄心律,才能夠正確診斷。目前則有些智慧型穿戴裝置亦提供測量心電圖的功能,若發現心律異常的狀況,務必盡快就醫,由心臟科醫師進行判讀。

積極治療心房顫動,才能降低中風風險

心房顫動的治療方式,可以用 ABC 口訣來說明。林柏霖醫師說,A 是 Anticoagulant(使用抗凝血劑);B 是 Better Rhythm Control(積極控制心律);C 是 Comorbidity(治療共病症),針對心房顫動患者,必須同時治療各種共病症,例如高血壓、高血脂、糖尿病等。

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使用抗凝血劑,能夠避免形成血液形成血栓。林柏霖醫師說,在控制心律方面可以用藥物或手術的方式來治療心律不整,手術方式包含傳統電氣燒灼術與新式冷凍導管消融術。

心房顫動手術治療是以心導管的方式進行。林柏霖醫師說明:在接受半身麻醉後,醫師會從患者鼠蹊部的股靜脈穿刺,放入導管延伸到右心房,再從右心房穿刺進入左心房。

由於導致心房顫動的異常電訊號大多來自肺靜脈,所以手術目的就是阻隔異常電訊號的傳遞。林柏霖醫師解釋,傳統電氣燒灼術是在肺靜脈周圍進行點狀燒灼,而冷凍消融術是使用冷凍球囊,利用低溫造成連續性電訊號的破壞。

「傳統電氣燒灼術是以導管前端,沿著肺靜脈開口周圍,一點一點地進行燒灼。利用熱能讓局部組織發生凝固性壞死,阻斷電訊號。」林柏霖醫師說,「新式冷凍導管消融術,是將一個球囊放入肺靜脈,接著注入液態的冷凍劑,讓球囊的溫度下降到攝氏零下 30 度至 50 度,造成一圈連續性的冷凍損傷阻隔異常電訊號。冷凍導管消融術的優勢在於手術時間約可縮短一半,大約兩個小時左右。因為手術時間短,安全性就會提高,也可以降低病人在手術過程中,因為時間過久而感到不適的發生。但還是提醒,若病患面臨術式的選擇,必須根據自身狀況和醫師討論,才能選擇最適合患者的方案!」

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「針對心房顫動,一定要及早發現、及早治療。」林柏霖醫師說。

年紀較大、具有危險因子的民眾要注意自己的心律是否規則,定期檢查才能及早發現問題。一旦發現有心房顫動,特別是陣發性心房顫動或者已經造成症狀的心房顫動,都要積極介入治療,利用藥物或手術的方式,將心房顫動的問題根除。

貼心小提醒


心房顫動發作時可能沒有明顯症狀,但是心房顫動會造成 5 倍以上的中風機率,是個非常需要重視的疾病。林柏霖醫師叮嚀,建議大家平時要好好控制血壓、血脂、血糖,維持規律運動及正常作息,避免抽菸、喝酒。

如果出現心悸、頭暈、胸悶、無力、呼吸急促等症狀,便要盡快就醫。早期發現、早期治療心房顫動才能降低中風的機會!

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糖尿病足有傷口怎麼處理?慎防糖尿病足潰瘍,及早治療降低截肢風險!
careonline_96
・2024/03/29 ・2663字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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糖尿病足真的會截肢!糖尿病NG行為全解析,降低截肢風險必讀!專科醫師圖文懶人包

「天氣寒冷時,很多人會覺得手腳冰冷而想要泡泡熱水,但是如果不小心可能會泡出大問題。」國泰綜合醫院整形外科主任蒲啟明醫師指出,「糖尿病患可能發生感覺比較遲鈍的狀況。」以下四個是診間患者常遇到的狀況,也是最容易造成糖尿病足傷口潰瘍的因素:

  1. 不自覺的燙傷:泡熱水前未先測量水溫、或是泡腳後用吹風機熱風持續吹,導致燙傷、起水泡而不自覺。
  2. 自行處置傷口:自行用成藥或來路不明的藥膏塗抹傷口,很可能導致感染加重。
  3. 穿不合腳的鞋子:壓迫、壓力導致足部變形或破皮就會形成傷口或紅腫發炎、甚至引發蜂窩性組織炎。
  4. 錯誤方式修剪指甲:過度修剪或未以平行方式修剪指甲,都可能導致指甲周邊組織發炎紅腫,加上傷口小不易察覺,很容易就會演變成感染嚴重的困難癒合傷口。

因為糖尿病患者常常沒有感知到傷口疼痛,眼睛可能又併發視網膜病變而看不清楚,所以便輕忽糖尿病足潰瘍的嚴重性。蒲啟明醫師補充,曾經有患者用吹風機一直吹,吹到足部起水泡都不曉得。在發現足部傷口後,患者又自行灑藥粉、塗草藥,使用錯誤的方法照顧傷口,結果造成嚴重感染。」該名患者後來是家人聞到異味,找遍了家裡,才終於發現患者的足部已經潰爛、發臭、流膿才緊急就醫。糖尿病足患者若形成困難癒合傷口為了控制感染,可能需要截掉潰爛的組織,截到腳趾、截到小腿、甚至截到大腿都有可能,將對患者與家屬造成巨大衝擊。

糖尿病足潰瘍的成因主要包括血糖過高導致周邊神經損傷而感覺麻木、動脈粥狀硬化造成血管狹窄導致周邊組織缺血壞死,以及血糖過高導致白血球功能下降,無法有效對抗細菌,而容易遭到感染。

糖尿病足成因

由於感覺麻木,患者可能在無意間受傷。蒲啟明醫師說,如果沒有及時就醫接受治療,傷口感染會進展為蜂窩性組織炎,甚至演變為壞死性筋膜炎、敗血症,而危及性命。

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糖尿病足潰瘍治療複雜 「跨科別團隊」解析一次搞懂!

  1. 新陳代謝科:定期回診追蹤血糖,若發現糖尿病足潰瘍傷口,一定要告知醫師進行診療。
  2. 心臟血管內外科:檢查足部血管的狀況,如果有狹窄或阻塞,便要進行治療,確保足部有足夠的血液循環。
  3. 感染科:使用合適的抗生素來控制感染。
  4. 整形外科:針對糖尿病足傷口嚴重程度提供傷口照護、清創、截肢或傷口重建等治療。
糖尿病足治療團隊

由於糖尿病足治療非常複雜,通常需要經驗豐富的醫療團隊採取完善的治療計畫。蒲啟明醫師補充,如果發現有壞死的組織,一定要找專科醫師清創!千萬不可以自己在家裡用剪刀或刀子處理,因為使用沒有消毒的器械,非常容易造成感染,反而弄巧成拙。尤其糖尿病足潰瘍傷口治療最重要的是加速傷口癒合,盡快達到完全癒合,能夠大幅降低感染風險,避免截肢的命運。目前外用藥選擇有糖尿病足傷口新式乳膏,能夠促進傷口癒合,增加完全癒合的機會。

糖尿病足傷口新式乳膏的治療機轉是調控影響傷口癒合的微環境,抑制傷口中會增加發炎的細胞,增加促進癒合的巨噬細胞,進而促使血管新生、傷口修復及癒合。正常傷口復原會經歷發炎期、增生期、成熟期,但糖尿病足患大多因血糖控制不佳,導致傷口長期處於發炎期,無法進入增生期,導致傷口遲遲不好。蒲啟明醫師補充,糖尿病足傷口新式乳膏能讓原本處於發炎的傷口微環境,轉換成促進修復的狀況,藉此縮短傷口發炎期,促使潰瘍快速癒合。

糖尿病足傷口新式乳膏

在傷口完全癒合後,患者一定要好好照護自己的雙腳,預防勝於治療!蒲啟明醫師建議,糖尿病足患者要穿著合腳且包覆良好的鞋襪,即使在室內也不可赤腳走路。修剪趾甲時請以直線方式修剪,若視力不佳,便要請他人幫忙修剪趾甲。洗澡前一定要測量水溫,避免意外燙傷而沒發現。此外,糖尿病足患者千萬不可吸菸或處在長期接觸二手菸的環境,以免足部血液循環惡化,造成不可逆的截肢後果。

蒲啟明醫師強調,「糖尿病患每天都要檢查足部,如果發現破皮、龜裂、滲液、發紅、浮腫等狀況,一定要立刻就醫!」

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筆記重點整理

一、糖尿病潰瘍的成因主要包括血糖過高導致周邊神經損傷而感覺麻木、動脈粥狀硬化造成血管狹窄導致周邊組織缺血壞死,以及血糖過高導致白血球功能下降,無法有效對抗細菌,而容易遭到感染。

二、只要發現糖尿病足潰瘍傷口,一定要及早就醫。除了把血糖控制達標之外,透過跨科別醫療團隊提供傷口照護,幫助傷口癒合。

三、糖尿病足傷口新式乳膏的治療機轉是調控傷口的微環境,能夠抑制傷口中會增加發炎的M1型巨噬細胞,增加促進癒合的 M2 型巨噬細胞,進而促使血管新生、纖維母細胞增生、並產生胞外基質沉積。讓原本處於發炎的微環境,轉換成偏向修復的微環境,縮短發炎期,促進傷口癒合。

四、在傷口完全癒合後,患者一定要好好照顧自己的腳,預防勝於治療!

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肥胖加上糖尿病?飲食管理、規律運動克服糖胖症
careonline_96
・2024/03/22 ・2251字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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「糖胖症」就是「肥胖」加上「糖尿病」!

根據統計,約 8 成的糖尿病患者有體重過重或肥胖的問題〔1〕,而肥胖者也較容易罹患糖尿病。台灣基層糖尿病協會理事長李洮俊醫師指出,合併糖尿病及肥胖,也就是「糖胖症」的患者,在血糖控制上更為不易〔2〕,未來出現各種併發症,例如眼睛病變、神經病變、腎臟病變等器官病變〔3〕,或合併心血管疾病、腦血管疾病等的風險也比較高〔1〕,〔4〕

那該如何判斷肥胖的標準呢?世界衛生組織建議以身體質量指數(BMI,Body Mass Index)來衡量肥胖程度,身體質量指數(BMI)= 體重(公斤)/ 身高 2(公尺)。根據台灣國民健康署公布,BMI<18.5 為「體重過輕」,18.5 ≦ BMI<24 為「健康體位」,24 ≦ BMI<27 為「體重過重」,27 ≦ BMI<30 為「輕度肥胖」,30 ≦ BMI<35 為「中度肥胖」,BMI ≧ 35 為「重度肥胖」。

以身高 160 公分的人為例,如果體重是 61.4 公斤,BMI 約 24,也就是健康體位的上限;若體重是 62 公斤便屬於過重、達 70 公斤就是輕度肥胖。

「糖胖症」就是「肥胖」加上「糖尿病」!

「如果糖尿病患者合併體重過重,未來發生心血管疾病(如冠心病)的風險會增加 27%;若為肥胖,風險更會增加 49%!〔5〕」因此李洮俊醫師強調,糖尿病患者須注意體重控制,糖胖症患者更要積極減重降低心血管疾病風險。

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克服糖胖症,請你這樣做

糖胖症的治療包括飲食管理、規律運動、藥物治療、充足睡眠。李洮俊醫師說,飲食管理是糖胖症控制的基礎,務必少油、少糖、少鹽,攝取食物的份量也要注意,逐步達到疾病和體重控制的目標。

克服糖胖症,請你這樣做

而糖胖症的最新治療藥物,包含能同達到血糖控制及降低體重的腸泌素 GLP-1 以及排糖藥 SGLT-2。腸泌素 GLP-1 具有多重機轉,能夠刺激胰島素分泌與抑制升糖素分泌,也能延緩胃排空,並於中樞神經產生飽足感、抑制食慾。排糖藥 SGLT-2 抑制劑的作用機轉是抑制腎臟回收葡萄糖,讓葡萄糖經由尿液排出體外。李洮俊醫師說,兩者都被證實有助於降低心血管疾病或心血管事件(如中風、心肌梗塞)的發生率及死亡率〔6〕;在藥物副作用上〔6〕,使用腸泌素 GLP-1 可能會有腸胃道不適的狀況,而排糖藥 SGLT-2 抑制劑則可能有高酮酸血症、生殖泌尿道感染的風險。

此外,GLP-1 腸泌素是近年來常被討論的藥物,在網路上有很多人以瘦瘦筆或減肥針稱之,李洮俊醫師澄清說明,腸泌素不只在控制體重,更是能在穩定患者血糖的同時,也有助於降低心血管、腦血管疾病的風險。近年來 GLP-1 腸泌素已有口服的劑型,並獲得第一線適應症,是患者另一個選擇。

藥物機轉介紹、副作用說明

「糖胖症病友,在控糖的道路上會比較辛苦,但是現在已經有一些先進的藥物,能夠提供很大的幫助。近年研究也指出,糖胖症患者在減重達 15% 或以上,更有機會達到糖尿病緩解〔7〕!」李洮俊醫師鼓勵患者積極配合治療、控糖減重。「請務必與糖尿病照護團隊密切合作,選用合適的藥物,搭配飲食管理、規律運動並保持充足睡眠,相信一定可以克服糖胖症,達到控糖的目標。大家一起努力,加油!」

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筆記重點整理

  1. 「糖胖症」是糖尿病患同時有肥胖問題。糖胖症對於血糖的控制不利,且未來出現各種併發症,例如眼睛病變、神經病變、腎臟病變等器官病變,或合併心血管疾病、腦血管疾病等的風險也會比較高。
  2. 糖胖症的治療包括飲食管理、規律運動、藥物治療、充足睡眠。飲食上務必少油、少糖、少鹽,攝取食物的份量也要注意;而糖胖症的最新治療藥物,包含能同達到血糖控制及降低體重的腸泌素 GLP-1 以及排糖藥 SGLT-2。
  3. 腸泌素 GLP-1 與排糖藥 SGLT-2 抑制劑都被證實能對心臟、腎臟發揮器官保護的效果,有助於降低心血管事件的發生率及死亡率。在副作用上腸泌素 GLP-1 包含腸胃道不適,排糖藥 SGLT-2 則為高酮酸血症、生殖泌尿道感染的風險。
  4. 若糖胖症患者減重達 15% 或以上,有機會達到糖尿病緩解。

資料來源

  1. 基層醫學第二十一卷第六期_簡介糖胖症_黃文蔚、吳至行 
  2. 藥師週刊第 2298 期_糖胖症的體重管理及藥物治療_劉俊良藥師 
  3. Front Endocrinol (Lausanne). 2021 Oct 26:12:719515. 
  4. 糖尿病關懷基金會_糖尿病與腦血管病變 
  5. Diabetologia. 2009 Jan;52(1):65-73. 
  6. 中華民國糖尿病學會_2022 第 2 型糖尿病臨床照護指引
  7. Endocrinol Diabetes Metab Case Rep. 2022 Sep 1:2022:22-0295.

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