對抗介白素，對抗骨質疏鬆

細胞工程如何進行？

如果我們真的要進行細胞工程的話，我們就得要以孩童拼樂高積木的方式，一次一個地將細胞組合成胚胎。但我們並沒有經由口吸管的方式（請參考第五章）來這樣做，而是把一切都留給機率來決定。

我們在培養皿中混合了不同濃度的兩種細胞，並讓它們自由接觸。我們在第二天透過顯微鏡看到，有些細胞確實開始相互作用並形成結構。但為數不多，因為這取決於無法預測的機率。不過當胚胎幹細胞與滋養層幹細胞結合時，它們就會以驚人的方式進行自我建構，它們好像知道自己要做什麼，也有個目標。

胚胎發育過程經歷了什麼？

我們在實驗室暗房的顯微鏡下，看到許多胚胎發育的基本過程。我們首先看到細胞極化。接著幹細胞會自我建構，胚胎幹細胞會聚集在一端，而滋養層幹細胞則聚集在另一端。由於胚胎幹細胞衍生出的胚胎部分與滋養層幹細胞衍生出的胚外部分會進行對話，所以在每個細胞群中的空腔後續會打開並創造出三維的 8 字形。我們發現這涉及到一個名為 Nodal 的蛋白所傳送的訊號。這兩個空腔之後會融為一體，最終形成一個對胚胎發育至關重要的大型羊膜腔。這種體腔形成的過程似乎就跟真正胚胎在著床不久後會發生的情況一樣。我們看見了自我建構的驚人創舉。

不過，我們當然總是想要更進一步，讓合成胚胎中胚胎幹細胞所衍生部位裡的那些類胚胎細胞，能夠適當地打破對稱性。我們的意思是讓這些細胞設法進行原腸化，也就是提供未來身體體制基礎的關鍵步驟。
我們發現若是可以讓胚胎幹細胞與滋養層幹細胞結構再發育久一點，它們確實會打破對稱性。

像 Brachyury 這類基因就會在胚胎與胚外部位之間開始表現，就跟真正胚胎的情況一樣。Brachyury 基因至關重要，因為它會影響中胚層的形成與前後軸線。 這個發現不但讓我的心跳差點停止，也讓實驗室中的每個人都大為驚奇。

這些類胚胎結構與正常胚胎結構非常相像，足以用於揭開在母體著床時期的某些發育謎團。很明顯地，胚胎幹細胞與滋養層幹細胞一同建造的結構所模擬出的胚胎形態與結構模式，要比只使用胚胎幹細胞要來得精確許多——這是更值得信賴的發育模型。

感覺起來，這兩種幹細胞就好像兩名舞者彼此都告訴對方，自己在胚胎中的所在位置。沒有這場雙人舞，正確形狀與形式的發育以及關鍵生物機制的適時運作就不會適當發生。我們也發現這個結構模式的發育，得仰賴 Wnt 與骨成形性蛋白質（bone morphogenetic protein, BMP）的訊號路徑，這與真正胚胎的發育情況一樣。

投稿論文的種種阻力與助力

我們將這篇論文投稿至《自然》。由於許多論文在初始階段就會被退回，所以我們知道編輯將稿子送去審閱時，士氣不由得為之一振。編輯們的知識淵博，經驗也豐富，能走到這一步就是一種重要的認可，所以我們有場小小的慶祝活動，因為即使是小小的成功也能做出改變。

不過最終他們沒有接受我們的論文，除非得像一位審稿人要求的那樣，提供合成胚胎在自我建構時所用基因的詳細資料，以及這些基因的表現模式在自我建構的每個階段是如何變化的。這將會是一件大工程。然而這彷彿算不上是什麼壞消息，因為我的實驗室中並沒有技術可以研究這些基因所運用的轉變形態模式。我需要尋求經費來購買我負擔不起的設備，我們也需要找到合作夥伴。

我受邀到澳洲獵人谷為歐洲分子生物學組織大會進行講座。那時正值學校放假，所以我帶著賽門一起踏上這次的冒險旅途。我們在香港轉機，順便停留一天拜訪當時的行政長官梁振英，他是我最好的前博士生之一梁傳昕的父親。

我的演講是由小鼠發育生物學家譚秉亮（Patrick Tam）開場，我感到非常榮幸，因為我向來就對譚秉亮的研究極為崇拜。賽門與我加入譚秉亮與他太太伊莉莎白（Elizabeth）的行列，一起到雪梨的海邊走走，一路上譚秉亮告訴我有關他與上海生命科學研究院景乃禾（Naihe Jing）的合作，景乃禾利用雷射切割胚胎，揭露了胚胎基因的表現模式。我非常幸運，因為在我回到劍橋不久後，景乃禾就到劍橋來拜訪，所以我能夠親自與他見上一面。我們同意一起合作揭開我們類胚胎結構中基因表現的模式。景乃禾團隊的貢獻將是我下一章故事的重心。那時我們才意識到，可能要花上一年的時間才有辧法確實做到這一點，而我也不確定我們是否願意為了讓《自然》的編輯滿意（或者還是不滿意，誰知道呢）而等這麼久。

那時，莎拉與柏娜已經累積了更多的數據，所以我們決定將研究結果投稿到我比較不熟悉的《科學》。事實證明這是正確的選擇。跟過往一樣，審稿人要求我們再多做一點實驗。但這次的要求還做得到，只是我們就得在 2016 年的聖誕節假期長時間的工作，以便在新學期開始前完成手稿。大衛也一起下來幫忙，他成為這篇論文的共同作者。

為「類胚胎模型」命名也是一門大學問

命名很重要，因為「珠子」那個命名的前車之鑑，所以我們對於要怎麼為我們的類胚胎模型命名進行了漫長的討論。這些模型讓我們知道胚胎結構是如何從幹細胞自我建構而成，所以我們想要給它們取個特別的名字。但是我們最後沒有得到共識。

《科學》的編輯不喜歡「合成」類胚胎結構這個名字。我在期中假期得知這個消息，那時我正與家人及朋友滑雪度假中，所以我請他們一起來想想其他的名字。這或許就是為何我們會想到「ETs」這個名字的原因之一。史蒂芬．史匹柏有部科幻電影講述到從異世界來的訪客，而從幹細胞自我建構出的第一個類胚胎結構似乎也帶給我們這樣的感受。不過這個 E 不是代表「另外（extra）」的意思，而 T 也不是「地球人（terrestrials）」的意思。E 代表的是胚胎幹細胞（ES），而 T 代表的則是滋養層細胞（TS）。

——本文摘自《生命之舞》，2023 年 9 月，商周出版，未經同意請勿轉載。

飲食品味有人崇尚創新，有人偏好傳統，還有科學家喜歡走科技復古風：比利時 Paleo 公司從瑞典斯德哥爾摩的古遺傳學中心（the Center for Palaeogenetics），取得 120 萬年前的猛瑪象（mammoth，又稱長毛象）DNA，培養出肌紅素（myoglobin），當作蛋白質添加物。^[1]澳洲 Vow 公司也不甘示弱，做了一粒猛瑪象肉丸，於荷蘭 NEMO 博物館亮相，^[2]並由荷蘭國立博物館（Rijksmuseum）收藏。^[3]

精準發酵

Paleo 公司的創辦人兼執行長向媒體表示，他們拿到的猛瑪象 DNA 支離破碎，所以比對亞洲與非洲象來重建序列，再利用酵母精準發酵（precision fermentation），產出肌紅素。他宣稱加入了猛瑪象肌紅素的植物漢堡排，不僅擁有鮮紅的色彩，還別具濃郁的肉品風味。然而，肉品科學專家懷疑這言過其實，畢竟肌紅素佔肉品成份的比重不高。比利時的 Paleo 和澳洲的 Vow 公司，兩家作法最大的差異是：前者的產品不含動物細胞；而後者則做出真的組織。^[1]換句話說，就像純素主義者吃果凍的時候，容易誤食的明膠（gelatin），^[4] Paleo 的產品源自動物，但不算肉。

培植肉

另一邊，澳洲 Vow 公司弄到不完整的猛瑪象肌紅素基因序列，便拿非洲象的 DNA 來填補。拼湊完成後，放到羊的肌母幹細胞（myoblast stem cells）裡，培養約 2 週。^{[1, 2, 5]}這種在實驗室中長大的肉品，稱為培植肉（cultured meat）。^[6]除了遠古動物，也能用現代家禽、家畜與海產等物種。^[7]一般的生產步驟，大致如下：

1. 細胞分離（cell isolation）：^[8]取得活體動物肌肉的幹細胞，揀選並培養後，儲存於細胞銀行，方便未來使用。^{[7, 9]}
2. 細胞擴增（cell expansion）：^[8]從細胞銀行提領一些出來，在無菌環境下，給予養份，令其成長並增殖。^[7]
3. 細胞分化（cell differentiation）：^[8]一旦增殖到足夠的數量，就加入蛋白質生長因子（protein growth factors）等物質，使其分化成肌肉、脂肪及結締組織等，各種類型的細胞。^[7]
4. 組合纖維（assembly of fibers）：^[8]採收成品，再以普通的食品加工程序，組合並包裝。^{[7, 8]}

吃猛瑪象的利弊

您會想嚐試猛瑪象相關食品嗎？澳洲詹姆士庫克大學（James Cook University）的科技史教授 Hallam Stevens，顯然非常猶豫，還寫了篇文章分析利弊。^{[6, 10]}以下綜合他的幾個看法和其他資料，供讀者於冒險前參考：

1. 生長激素：^[6]攝取太多生長激素，會對生長、生育造成負面影響。不過，食品法規能加以限制，而且培植肉使用的量，可以比傳統畜養少。^[11]至於精準發酵，則不需要生長激素。^[12]
2. 過敏原：^[6]參與猛瑪象肉丸開發的澳洲昆士蘭大學（University of Queensland）Ernst Wolvetang 教授表示，不曉得人體的免疫系統，遇到從地球上消失多時的蛋白質，會做何反應。^{[1, 2]}也就是科學家都沒膽吃了，在座的各位請自己看著辦…
3. 微生物汙染：^[6]傳統方式生產的海鮮和肉品，在宰殺過程中，難免受細菌、黴菌或病毒汙染；相對地，培植肉風險較低，但仍須謹慎管理倉儲，並且注意來源動物的健康狀況。^[13]如果為了避免微生物汙染，便添加抗生素，就會與傳統養殖一樣，面臨抗藥性的問題。^[9]另方面，Paleo 公司的官網寫道，精準發酵無須抗生素。^[12]
4. 營養成份：培植肉的營養是否足夠，老實說科學家還不太確定。^{[6, 9]}
5. 生物多樣性：復刻絕種動物，聽起來好像有機會促進生物多樣性，或至少食物多元化。然而主流的培植肉商品，應該還是以普通禽畜為大宗，並且限定肌肉組織，大概不會包含內臟等其他部位。由於販售的項目完全掌握在廠商手中，最後可能重蹈基因改造食物的覆轍，令特別挑選過的品種稱霸市場，排擠失去經濟價值的物種。此外，這個發展的方向，無助保育瀕危生物。^[6]
6. 溫室效應：精準發酵和培植肉，都標榜節省或使用再生能源，還有排放的溫室氣體，較傳統畜牧業少。^{[2, 9, 12]}最近卻有研究認為，家畜為人詬病的甲烷（CH₄），暖化效果其實不如製作培植肉時，釋出的二氧化碳（CO₂）持久。所以推廣培植肉，未必能明顯改善全球暖化。^[9]
7. 素食主義：養培植肉的最佳營養品，是取自往生孕牛腹中，死亡胚胎的胎牛血清（foetal bovine serum）。^{[9, 14]}無論是基於宗教還是動保的理由，在素食主義者眼裡，這無疑是殺生。^[9]關於這點，澳洲的 Vow 公司強調他們不使用胎牛血清。^[2]至於精準發酵而來的猛瑪象肌紅素，或許更容易被接受。畢竟猛瑪象的滅絕，不是現代科學家的錯，而且酵母被動保組織視為純素食材。^[15]
8. 動物保育：儘管 Paleo 和 Vow 公司的猛瑪象創舉，都證明了他們不仰賴活體動物；有論文認為，就培植肉的生產而言，少數動物還是會被養來提供細胞。^[9]
9. 宗教認可：就算釐清什麼是素食了，宗教界目前尚在爭論，實驗室養出來的肉，是否符合猶太、清真等食品規範。^[9]

食品法規的未來

根據調查統計，高學歷、願意減少宰殺，而且對培植肉有基本概念的年輕葷食者，對此肉品接受度較高。^[9]相信泛科學的讀者，有不少屬於這個族群。目前 Vow 和 Paleo 公司雖然都積極行銷，^{[3, 12]}但培植肉與絕種動物衍伸食品，應該不會馬上普及市場。大家仍有時間，針對食安、健康、環保和宗教等層面，仔細思考。同時，各國的立法單位，則要煩惱如何重新定義並檢驗肉品與海鮮，以確保相關法規與時俱進。^[9]

參考資料

1. Vlamis K, McFall-Johnsen M. (07 APR 2023) ‘A company says it added mammoth DNA to plant-based burgers and that they tasted much more ‘intense’ and ‘meatier’ than the cow version’. Business Insider.
2. Carrington D. (28 MAR 2023) ‘Meatball from long-extinct mammoth created by food firm’. The Guardian.
3. ‘We Are Writing the Roles of Food with Cultured Meat’. Forged Vow. (Accessed on 09 APR 2023)
4. ‘What is gelatin made of?’. People for the Ethical Treatment of Animals. (Accessed on 10 APR 2023)
5. Forged by Vow. (28 MAR 2023) ‘Introducing the Mammoth Meatball | The world’s first meat made out of the extinct Woolly Mammoth’. YouTube.
6. Stevens H. (06 APR 2023) ‘A mammoth meatball hints at a future of exotic lab-grown meats, but the reality will be far more boring, and rife with problems’. The Conversation.
7. ‘Human Food Made with Cultured Animal Cells’. (21 MAR 2023) U.S. Food & Drug Administration.
8. Bodiou V, Moutsatsou P, Post MJ. (2020) ‘Microcarriers for Upscaling Cultured Meat Production’. Frontiers in Nutrition, 7:10.
9. Chriki S, Hocquette J-F. (2020) ‘The Myth of Cultured Meat: A Review’. Frontiers in Nutrition, 7:7.
10. ‘Prof Hallam Stevens’. James Cook University. (Accessed on 09 APR 2023)
11. Ong KJ, Johnston J, Datar I, et al. (2021) ‘Food safety considerations and research priorities for the cultured meat and seafood industry’. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(6): 5421-5448.
12. ‘Our products’. Paleo. (Accessed on 11 APR 2023)
13. Ong KJ, Johnston J, Datar I, et al. (2021) ‘Food safety considerations and research priorities for the cultured meat and seafood industry’. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(6):5421-5448.
14. ‘Introduction to Fetal Bovine Serum Collection’. Thermo Fisher Scientific. (Accessed on 11 APR 2023)
15. Prater D. (27 JAN 2016) ‘What Is Nutritional Yeast? How Will It Change You?’. People for the Ethical Treatment of Animals.

• 作者／ 照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《舉水瓶就骨折！停經婦女注意骨密度，及早檢測、積極治療，醫師圖文解說》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「唉呦！我的手腕好痛…」老太太一臉痛苦地說。

「發生什麼事？」醫師問。

「我在家裡舉水瓶做運動，手腕突然一陣劇痛。」老太太瘦小的前臂有些變形。

不出所料，X 光檢查的結果顯示有骨折，而且出現骨密度過低的情況。恩主公醫院社區醫學部暨家庭醫學科主任、中華民國骨質疏鬆症學會理事黃駿豐醫師表示，經常有老人家發生骨折，就醫後才發現骨質疏鬆症，然而骨折一旦發生，就有可能因臥床、減少活動，導致肌力、骨質加速流失。

婦女在停經前有女性賀爾蒙的保護，會抑制蝕骨細胞的活性，黃駿豐醫師解釋，進入更年期後，雌激素減少，蝕骨細胞的活性就會增加，導致骨密度持續流失。

除了停經婦女之外，還有許多原因與骨質疏鬆症有關，包括老年人、體重過輕、缺乏運動、抽菸、喝酒、長期使用類固醇等，另外若有家族病史，例如父母親有髖部骨折的病史，也是骨質疏鬆症高風險族群。

骨質疏鬆症往往沒有明顯症狀，容易被患者忽略，直到發生骨折才接受骨密度檢測。黃駿豐醫師提醒，大家要留意骨質疏鬆症的警訊「駝背、變矮、腰痠背痛」，如果有駝背現象，在靠牆站立時，後腦勺比較不容易碰到牆壁，或是身高比年輕時候變矮 4 公分以上，或經常腰痠背痛，便要盡快就醫檢查，及早發現骨質疏鬆症，才能及早接受治療，預防骨折的發生。

對骨質疏鬆症患者而言，最大的衝擊就是骨折。黃駿豐醫師說，骨鬆性骨折會造成劇烈疼痛、導致行動不便、甚至臥床失能，嚴重影響生活品質，並提高醫療花費。臥床之後也容易造成一些併發症，像是吸入性肺炎、泌尿道感染等，增加死亡風險。根據研究，髖部骨折患者一年內的平均死亡率高達 22%^[1]。

五分鐘躺著測骨鬆，準確又無痛！

檢查骨密度時，建議使用雙能量 X 光吸收儀（DXA）。黃駿豐醫師說，使用不同能量的 X 光照射，能夠測定骨密度，準確度較高。

雙能量 X 光吸收儀，只要平躺便能夠檢測，在無痛的狀況下，大約 5 分鐘便能完成。

完成雙能量 X 光吸收儀檢測後，骨密度檢測報告會標示 T 值（T-Score）。黃駿豐醫師解釋，當 T 值落在 -1 至 -2.5 代表骨量減少，稱為骨質缺乏；當 T 值小於 -2.5 就是骨質疏鬆症；而當 T 值小於 -3 便屬於「極高骨折風險族群」。

若 T 值非常低，並根據 2021 台灣成人骨質疏鬆症防治之共識及指引，符合以下其中一項狀況，像是最近 12 個月內發生骨鬆性骨折、接受骨質疏鬆症藥物治療仍發生骨折、有多發性骨鬆性骨折、服用對骨骼損傷藥物發生骨折（如長期接受類固醇治療）、骨密度 T 值非常低（低於 -3.0）、跌倒風險高或有傷害性跌倒病史的患者、FRAX 骨折風險超高的患者（如主要骨質疏鬆性骨折 >30%，髖關節骨折 >4.5%），便可能為「極高骨折風險患者」，務必要多加留意自身骨骼健康。

骨質疏鬆症保養治療這樣做

骨質持續流失，將使骨折風險升高，而且骨折常在毫無預警的狀況下發生。為了預防骨折，骨質疏鬆症患者務必及早接受治療，改善骨密度。黃駿豐醫師說，建議可以優先使用促進骨質生成的藥物提升骨密度，然後可使用減少骨質流失的藥物來做長期治療。

由於骨質會隨著時間流失，且骨折再度發生的風險高，因此當務之急就是要透過積極治療提升骨密度，切勿任意中斷治療，黃駿豐醫師說，「門診有位女性患者在 60 歲時因為意外骨折，才發現自己有骨質疏鬆症，在手術後開始接受治療，持續了 5、6 年，狀況都很穩定、下背痛也獲得明顯改善。後因疫情沒有回診追蹤，前一陣子就在跌倒後發生手腕骨折，為生活帶來許多不便。」

除了藥物治療之外，骨質疏鬆症患者也要做好日常保養，黃駿豐醫師叮嚀，飲食方面要攝取足夠的鈣質與維生素 D。中華民國骨質疏鬆症學會建議，針對停經後婦女骨質疏鬆症患者，每日建議的鈣質攝取量為至少 1200 毫克。50 歲以上男性之骨質疏鬆症患者，每日建議的鈣質攝取量為至少 1000 毫克。所有骨質疏鬆症患者的每日維生素 D 攝取量為至少 800 國際單位（包含飲食及額外營養補充）。此外，黃駿豐醫師也建議患者戒菸、戒酒，避免加速骨質流失，並和醫師討論適合從事的運動，量力而為。

骨質疏鬆團隊聯合照護更全面

由於骨質疏鬆症患者常會面臨多種問題，而需要各種專科的協助，黃駿豐醫師說，恩主公醫院具有骨鬆性骨折聯合照護中心，整合骨科、家醫科、復健科、神經外科、內分泌科、風濕免疫科等專科醫師，以及護理師、物理治療師、個案管理師等專業，提供患者骨折手術後完整、全面的骨質疏鬆症照護。

在台灣，民眾接受雙能量X光吸收儀（DXA）檢測骨密度的比率偏低，黃駿豐醫師提醒，停經婦女和骨質疏鬆症高風險族群可以主動和醫師討論，透過檢查了解自己的骨密度，假使有骨質疏鬆症，或者是低骨密度的狀況，便要及早介入，預防骨折發生！

參考資料

1. Downey C, Kelly M, Quinlan JF. Changing trends in the mortality rate at 1-year post hip fracture – a systematic review. World J Orthop. 2019;10(3):166-175. Published 2019 Mar 18. doi:10.5312/wjo.v10.i3.166

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