科技美學‧研究發展(六)

本刊記者

肺結核藥有效治療自閉症

  國內自閉症兒童比率越來越高,但目前自閉症仍無藥可醫,只能仰賴行為治療。中研院分子生物研究所研究員薛一蘋研究團隊耗時九年,不僅找到自閉症的關鍵基因,也發現肺結核藥可有效治療自閉症,對自閉症家庭將是一大福音。

自閉兒 男童多於女

  自閉症泛指社交及溝通能力低弱、缺乏變通能力、重覆行為、學習記憶能力較差,但自閉症不是單一基因突變的疾病,是數以百計基因突變造成,根據美國研究指出,TBR1是發生率第五的自閉症致病基 因。於是研究團隊針對TBR1缺失的小鼠做實驗,實驗發現,正常小鼠杏仁核有「後 段前連合」,但缺乏TBR1基因小鼠,就缺少「後段前連合」,導致產生類自閉症行為;加上杏仁核是掌控社交能力、情緒反應、恐懼記憶形成,這和自閉症症狀極為相關。

   於是研究團隊嘗試用原本治療肺結核的藥物「D-環絲胺酸」,注入有類自閉症小鼠杏仁核中,證實可活化TBR1控制的離子通路,讓原本不理人的自閉鼠,開始追著另一隻老鼠的尾巴跑,恢復與一般正常鼠無異。

舊藥新用 尚待實驗

   研究團隊表示,「D-環絲胺酸」除了可治療肺結核,後來不少醫生也拿來輔助治療焦慮、強迫症患者。

   此外,薛一蘋團隊發現連結杏仁核的神經迴路異常時,會導致類自閉症行為,這也是全球第一個發現特定神經迴路缺陷,會導致自閉症的研究,該成果登上今年1月《Nature Neuroscience》(國際自然神經科學專業期刊)。

成大獨步全球 偵測蝦苗早死症

   被尊為「養蝦之母」的成功大學教授羅竹芳,率領研究團隊與泰國學者進行跨國合作,研發出領先全球的「先導型AHPND關鍵檢測技術平台」,能夠在短時間內檢測出蝦苗是否有疾病帶原,有助於防堵蝦類「早死症」疫情的爆發。

   自2009年開始,亞洲蝦類養殖爆發「 急性肝胰腺壞死病( AHPND)」即通稱的 早死症,,病蝦肝胰腺功能嚴重會受損。

   成大表示,包括中國大陸、越南、馬 來西亞和泰國等重要蝦類養殖大國都有過 蝦類早死症疫情,平均一年所造成的損失超過10億美元;臺灣目前未發生,但有些蝦農會進口蝦苗,需要技術檢測,以免把疫情帶進國內。

   羅竹芳說「先導型 AHPND關鍵檢測技術平台」,可檢測出致病原,並判斷是否與急性肝胰腺壞死病有關;實驗室從蝦農手中收到檢驗樣本、檢測到報告出爐,僅需1天的時間。

   成功大學生物科技研究所副教授王涵青進一步說,早死症病蝦死亡率高,且容易影響其他蝦隻,一旦被檢出有症狀或帶原,蝦農就該採取必要措施,避免疫情擴散,也減少損失。

調經用藥PGE2 讓老化心肌再生

   醫學界普遍認為心肌無法再生,但成 功大學團隊指出,歷經七年的研究發現, 以婦產科調整月經周期的前列腺素E2(簡 稱PGE2)治療心臟衰竭時,不僅可增進年 輕個體心臟幹細胞的修復效率,還能恢復 老化個體心肌的再生能力,徹底顛覆醫學 界過去的認知。

   此項研究係由成大臨床醫學所教授謝 清河帶領博士生薛盈彰和吳美芳共同研究 ,除已刊登於歐洲分子醫學期刊(EMBO Molecular Medicine)外,還申請多國專 利,正準備進一步開發抗老化、促進心肌 再生的新藥。

   謝清河表示,心臟疾病高居全球死亡排名第一位,在臺灣也是國人十大死因 第二位,僅次於癌症。目前面對心臟衰竭 的病人,無論採用內科或外科的治療方式 ,效果均十分有限;尤其是對於末期心臟 衰竭的病人,只剩換心一途才能挽救生命 。該團隊發現,年輕老鼠在心肌梗塞發生 後三天內,就會啟動自體幹細胞心肌修復 的機制;在梗塞後七至十天達到高峰,之 後幹細胞修復的機制就停止進行。該團隊 從早期發炎反應抽絲剝繭,發現PGE2就是 發炎反應啟動幹細胞再生的關鍵因子,缺 乏PGE2訊息傳遞路徑,幹細胞就會喪失再 生能力。相反地,於心臟受損後給予PGE2 治療,則可增強原有心肌再生的效率。

   有趣的是,該團隊以基因轉殖鼠實驗 ,發現年老老鼠的心臟缺乏幹細胞再生心 肌能力,並非年老個體缺乏幹細胞、或幹 細胞數量減少的緣故,而是幹細胞本身的 活性被周圍老化的微環境所抑制,以致無 法發揮作用。一旦PGE2移除掉這些老化的 因子,就能讓幹細胞重獲生機,返老還童 ,恢復心肌再生的能力。

台大預報蟲害獨步全球

   臺灣具有「水果王國」的美譽,但病蟲害每年造成上百億的農產損失。有鑑於此,台大研發「植物疫情動態監測系統」,可在30分鐘內蒐集蟲害、氣候等數據,七天前提早向農民預報蟲害即將爆發,精 準率高達九成,估計每公頃可增加超過三萬元收益。

   這套系統是由台大生物產業機電工程系教授江昭皚、盧福明率領的研究團隊,歷經七年開發的成果。

   江昭皚表示,危害臺灣水果生長的害 蟲多達80幾種,常造成果實畸形、腐爛甚 至掉落,政府每年投入數千萬元,以人工 方式進行害蟲監測防治,但傳統的「人工 點狀調查」,無法取得精細環境變異與蟲 害分布,效果有限。

   因此,研究團隊從2006 年投入田間 資訊監測,整合昆蟲研究、氣候監測、無 線感測網路、雲端運算、地理圖資等技術 ,研發獨步全球的「植物疫情動態監測系 統」。

   目前已和農委會防檢局、農試所等政府單位合作,在全台建置了24套系統,初 步鎖定臺灣農作物主要害蟲之一「東方果 實蠅」為監測標的,每30分鐘量測各監測 點的氣候資訊與害蟲數量。

   同時,Discovery、BBC等國內外知名媒體已陸續大幅報導這項技術,預計在 150 多國、超過一億人次觀看。台大學術副校長陳良基認為,臺灣農業技術舉世聞名,這套系統未來可能會用於協助其他國家的農業發展,達到農業外交的目的。

嫦娥三號順利升空

   中國大陸首個登月探測器嫦娥三號攜 著「玉兔號」月球車,展開長達30多萬公 里的奔月!由「長征三號乙」運載火箭推 向太空的嫦娥三號,順利升空後,於本月 十五日著陸月球,然後展開一系列探勘行 動。

   登月成功,大陸將成為繼前蘇聯和美 國後,全球第三個掌握月面軟著陸技術的 國家,也意味著大陸完成探月的第二階段 的任務,接下來朝登月後探測器採樣後再 返回的階段邁進,並為2030年前派人登月 作準備。

   成功軟著陸後,在登月後的90天的時 間內內,嫦娥三號著陸器和「玉兔號」月 球車將在月球上展開巡察,進行月表形貌 與地質構造調查、物質成分和可利用資源 調查,以及地球等離子體層探測和月基光 學天文觀測。若順利成功,這將是美國阿 波羅計畫結束37年後,再有嫦娥探測器登 陸月球成功之舉。