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獵殺老細胞減緩老化

cacbug
・2011/11/04 ・1132字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 587 ・九年級

研究人員挑選老化的細胞將他們殺死,能夠延遲老鼠開始產生老態的發生。這個實驗結果暗示著老化的細胞能夠傷害附近的組織。這個研究已經發表在11月2日期的自然(Nature)期刊上,期許未來能夠應用在抗老化治療的開發。

未參與該實驗地的分子與細胞生物學家坎琵西(Judith Campisi)博士提到:「衰老的細胞曾經一時被認為是造成老化開始的主因,因此該研究室讓我們能夠去檢驗這個假說的重要一大步!」坎琵西博士目前在加州的布克機構進行老化研究。

另一位未參與該研究的夏普雷斯(Norman Sharpless)博士也說:「實際上,研究人員長期以來就發現衰老的細胞,也就是不再進行細胞分裂的老化細胞,有害於健康的狀態而導致老化的過程,包括肌肉無力、心臟問題、白內障以及其他的病痛。但是老化細胞是否造成傷害仍然是晦暗不明,是因為他們會持續地釋放發炎分子例如生長激素(cytokines);或他們只是單純地因為無法執行正常的細胞功能而造成傷害」。夏普雷斯博士目前在北卡羅納大學專長為老年病學與發生學。

為了解答這個問題,癌症生物學家范戴爾森(Jan van Deursen)與他在梅約醫院(Mayo Clinic)的同事設計了一個很精巧的試驗。衰老的細胞常常帶有很多遺傳分子上的問題,分泌一種叫做p16的抑制癌細胞分子。范戴爾森與他的團隊得到一個有早老症的老鼠品系,會在年紀還輕的時候就帶有各種老化的疾病。他們還插入一個基因到這個品系的老鼠,該基因能夠讓吃了rosiglitazone(治療糖尿病的藥物)的老鼠體內有表現p16的細胞(亦即衰老細胞)被選擇性殺死。

當有早老症的老鼠品系從小就被餵食含有rosiglitazone的食物,相較於實驗對照組,他們會延遲出現肌肉無力、白內障以及其他老化的徵狀。即使是年紀大的老鼠才被餵食含有rosiglitazone的食物,許多跟老化相關的徵狀改變則會趨於平緩。這個發現暗示著衰老的細胞是主動地造成傷害,而殺死他們至少能夠延遲部分老化徵狀產生。范戴爾森博士說:「放到人類的身上來說,就是假設你能夠在年輕的時候定期清除衰老的細胞,那將可能會對於健康狀況有顯著的影響!」

但是選擇殺死產生p16的細胞並無法減緩所有老化徵狀的發生。這個實驗的操作並沒有影響到老鼠帶有高發生率的心臟病。大部分的老鼠還是死於心臟病,而實際壽命並沒有增加。坎琵西博士補充:「而且,這個研究結果是在快速老化的老鼠身上被發現,但是研究人員需要在正常衰老的老鼠身上同時觀察到該現象才能確認有同樣的效益。」

夏普雷斯博士說:「這個研究同樣也暗示著人類延緩老化可能的途徑。假如生長激素與其他引發發炎反應的訊息分子會是衰老的細胞裡面主要的有害因子,利用藥物來干擾這些訊息分子也並非難事」。他還補充:「其中還有一個值得注意的地方是去觀察這樣的處理是否能夠確定他們沒有造成副作用,例如會降低人被感染後的免疫反應。」

翻譯自:Old Cells Advance Aging-TheScientist[2011-11-02]

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cacbug
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研究昆蟲的人,腦袋不時地轉來轉去,對於這個世界充滿好多想像與疑問。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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