PTT 統合生命科學研究院

Targeting Dendritic Cells with Vaccines and TLR Adjuvants Leads to Protective Multi-Functional T Cell Immunity

2011-04-14T21:26:00.001-07:00

今天的演講者是美國國家衛生研究院的細胞免疫組主任，Dr. Robert Seder。Dr. Seder從Johns Hopkins University畢業後，進入Tufts醫學院並且畢業後在Cornell醫學中心完成他的住院醫師訓練。

Dr. Seder講了有關在疫苗研發中樹突細胞 (Dendritic Cell, DC)與T cell所扮演的角色與因果關係。他首先以一張表格闡述DC跟Toll-like receptor/TLR之間的關連：

	CD141/BDCA-3 DC	conventional DC	pDC
cytokine	IL-12/IFN-b	IL-12	Type I IFNs
TLR3	+ (poly I:C)	-	-
TLR4	-	+ (LPS)	-
TLR7	-	-	+ (imiquimod)
TLR8	-	+ (R-848)	-
TLR9	-	-	+

(括弧內表示用實際上可用來刺激的佐劑名稱)

這張表格說明人體中大致上有三大類的DC細胞，除了傳統認知上的conventional DC和抗病毒作用中很重要的plasmacytoid dendritic cells/pDC之外，還有另一群細胞膜上具有CD141表面抗原的DC群，這三類的DC除了產生的細胞激素有種類的不同，在產生的激素濃度上也不一樣，而不同的細胞激素種類及濃度會刺激不同的下游細胞進而產生不同的免疫反應。另外，這三類DC各自表現的TLR也不盡相同，TLR是這些DC的接受器之一，想要活化某種DC就得給予相對應的TLR刺激，這時佐劑的選擇就很重要了。

在研究佐劑的過程中他們發現將佐劑利用化學反應連接起來的aggregated protein比起monomer更能引起DC的活化，讓DC更能吞噬抗原。

因此為了讓疫苗有效果，必須要活化T cell的免疫反應，如果活化後的DC並不能有效的激發下游的T細胞免疫反應，那麼疫苗的研發也會功虧一簣，Dr. Seder舉例，活化後的pDC只有相當低程度的抗原呈現功能，讓T細胞活化的效果不高，然而活化pDC卻是Type I IFN的主要供應來源之一，而Type I IFN是身體第一線用來抵抗病毒入侵的細胞激素，但Type I IFN被認為是比較屬於先天性免疫保護功能的一類。

然而Dr. Seder的研究成果發現給予TLR7 aggregated的佐劑可以有效的活化pDC，並產生大量的Type I IFN，Type I IFN又可以活化其他的DC，讓其他的DC聚集到感染區域並活化他們的吞噬及抗原呈現能力。所以活化T細胞的過程Type I IFN與先前已知的IL-12都是必須的。

在瘧疾原蟲侵入紅血球之前

2010-10-26T14:32:00.000-07:00

開頭的影片是瘧疾原蟲的生活史及入侵途徑。瘧原蟲在人體內有兩個繁殖方式，一是有性的產生公母配子，像精卵受精方式，長成一個完整的原蟲個體; 另一是無性生殖，主要發生在紅血球內。如下圖所示：

(圖片來源:
Nature Genetics 42 ,284–285(2010))

很顯然地，紅血球在瘧原蟲的繁殖過程中扮演不可或缺的角色，如果能阻止瘧原蟲進入紅血球，也許就能給瘧原蟲一點苦頭吃？澳洲墨爾本大學的寄生蟲學家Alan Cowman等人利用一種先前被發現可以阻止瘧原蟲進入紅血球的R1蛋白，闡明了如果能避免瘧原蟲的表面蛋白AMA1與紅血球上的表面蛋白RON形成tight junction這種緊密結合結構，即便瘧原蟲可以貼附在紅血球上，也無法入侵紅血球內部。

下圖則是他們觀察在顯微鏡底下，給予 (B)或未給予 (A)R1蛋白後，瘧原蟲侵入紅血球的情形，黃色箭頭處則是由於受到R1蛋白的影響，瘧原蟲試圖但仍無法進入紅血球:

更詳細的圖解:

(以上圖片來源：J. Biol. Chem. 2010;285:114815–14822)

儘管距離疫苗的研發或開發治療的新方法仍有一段距離，但這篇研究讓人們對於瘧原蟲在人體內肆虐的過程又有了更深一層的瞭解。

參考文章： Richard D. et al. Interaction between PlasmodiumfalciparumApical Membrane Antigen 1 and the Rhoptry Neck Protein Complex Defines a Key Step in the Erythrocyte Invasion Process of Malaria Parasites. J. Biol. Chem. 2010 May;285:114815–14822

Polyomavirus的Receptor

2010-10-04T23:22:00.000-07:00

簡介polyomavirus

具有雙股DNA，沒有外套膜，屬於正二十面體的病毒。polyomavirus的成員包括有JCV, BKV, SV40跟鼠類polyomavirus (mPyV)。其中SV40被研究得較為透徹是因為早期製作小兒麻痺病毒疫苗時，採用猴子腎臟細胞來做培養，卻沒想到這些細胞都帶有SV40病毒，所以當初施打這些疫苗的人並沒有出現明顯的症狀。
polyomavirus屬於致癌病毒的一類，其他致癌病毒還有子宮頸癌病毒(HPV)跟卡波西氏肉瘤病毒(KSHV)等等。polyomavirus所帶有的T antigen DNA進入宿主細胞核後，容易導致宿主細胞癌化 (T antigen取其tumor之意)，利用此一特性，許多種類的細胞都是導入了SV40 T antigen後才成為可供研究的細胞株。
JCV則可能會在免疫低下或缺陷的病人中引發進行性多灶性白質腦病(progressive multifocal leukoencephalopathy，PML)，這是一種神經髓鞘剝落的病症，有很高的死亡率。

polyomavirus的receptor

病毒多半是透過特定的receptor而進入細胞造成感染，通常這種receptor都是蛋白質，但polyomavirus的receptor是名為sialic acid的醣類。此外，polyomavirus的病毒們也多半需要蛋白質類coreceptor的幫助才能順利感染。這些coreceptor包括了有MHC-1 (SV40)、α4β1 integrin (mPyV)或血清素receptor (JCV)。

如何發現這些receptor

早在1953年，研究人員便注意到polyomavirus會造成像流感病毒一樣的血液凝集現象，並且發現病毒趨向於具有某些醣類表現的組織。這些現象讓他們懷疑也許sialic acid的這種醣類可能是polyomavirus的receptor。

1980年時，研究發現當利用酵素切除所有細胞表面醣類時，病毒便無法造成感染，而使用特定醣類合成酵素，可以讓大部分的病毒成功感染。1998年時，更進一步採用醣化合成抑制劑及其他醣類切除酵素確認sialic acid應該就是polyomavirus的receptor。

至於coreceptor，SV40利用MHC-1當coreceptor：在80年代，進行研究MHC-1在細胞表面表現情形與病毒感染程度，發現MHC-1的表現含量跟SV40病毒量相關，進一步使用抗體拮抗掉MHC-1後，引起病毒感染的下降; JCV利用血清素receptor：因為JCV進入細胞是利用一種叫Clathrin的表面蛋白形成囊泡而內吞進細胞內，透過使用血清素receptor的抑制劑可以阻止Clathrin引起的細胞內吞過程，並降低病毒感染; mPyV利用α4β1 integrin：由於腺病毒，克沙奇腸病毒等沒有外套膜的病毒都是藉由與integrin的交互作用而感染細胞，所以研究人員們比對了已知的integrin胺基酸序列與mPyV結構蛋白的胺基酸序列，找出有相對應的區段，並利用抗體拮抗來證實。

所以polyomavirus感染細胞的方式被認為是可能在連結了帶有sialic acid的coreceptor (或未知的真正receptor?)之後，順勢被帶引到coreceptor而結合，這樣的結合強化了細胞的內吞作用而進入到細胞質內，反向地經過內質網而進入到細胞核。

--
https://acrobat.com/#d=Ad6NnsBBSc1HnLNOFNbcIQ

愛滋病毒的疫苗發展

2010-07-12T09:52:00.000-07:00

最近，愛滋病毒的疫苗發展經歷了一些挫敗，像是默克藥廠的人體疫苗試驗，儘管已經進入臨床試驗階段，但終究是成效不彰。

這種疫苗的原理是利用腺病毒第五型來表現愛滋病毒的蛋白Gag，Gag蛋白是愛滋病毒的內部蛋白之一，主要功用是構成病毒體的外殼; 在外殼之外，還有一層套膜跟一些醣蛋白組合起來的構造，其中包括很有名的gp120，gp120就是愛滋病毒用來跟T細胞上的CD4接觸，進而感染這些T細胞的最主要蛋白。然而因為愛滋病毒是RNA病毒，很容易造成這些表面蛋白如gp120的變異，所以即便人體發展出對抗gp120的抗體，很快的愛滋病毒又會突變出其他的gp120，讓抗體無法辨識，所以疫苗學家轉而研究其他便異性比較低的蛋白，Gag就是其中一種。

2009年的美國國家科學院院刊裡的一篇文章闡述了這種疫苗失敗的原因之一：英國的研究人員Steven Patterson等認為這種疫苗所利用的載體病毒--腺病毒第五型，會活化體內的T細胞，並且會使得這些活化後的T細胞聚集到生殖道附近，反而更容易讓愛滋病毒感染這些T細胞。

最近愛滋病毒的研發方向之一著重於一種新發現的IgA抗體，IgA抗體是人體中腸胃道及黏膜區最多的抗體，通常可以保護口鼻腔或生殖道的黏膜，這些區域也是病毒最容易感染的區域。這種抗體是由美國德州的Paul Sudhir所發現，他們同時也發現這種IgA具有酵素般的功能，可以水解愛滋病毒的外部蛋白--gp120。不過目前對於這種抗體的瞭解仍然不足，也不確定該如何大量的誘發這種抗體來對抗愛滋病毒，可以知道的是，這種抗體將來不會只侷限在愛滋病毒，包括其他病毒或甚至癌症細胞都可能被使用，畢竟幾乎所有的病原體都跟蛋白質有關，一旦蛋白被水解，也就隨之瓦解了。

PTT綜合生命科學研究院徵文

2010-05-14T13:05:00.000-07:00

歡迎各領域的研究者或學生撰寫自己相關研究領域或科學文章

文章長度不拘，內容只要與生命科學相關者皆不限制

可以投稿至信箱，或成為長期不定期的撰寫者

也可以發表在自己部落格的同時，也發表在這裡。

部落格介紹- 實驗室裡，實驗室外

2010-05-11T13:03:00.000-07:00

這是一個文筆非常好的部落格，且作者纖毛蟲談論的話題都是發生在他的研究生活周圍，如果你也是一個在實驗室裡夙夜匪懈的工作者，那麼對於纖毛蟲所描述的故事一定會有會心一笑的時候。

最新的一篇文章就是上圖的「綠藻枝仔冰」，相信實驗研究者都有同感，明明就是照著期刊上的步驟，卻怎麼也得不到跟期刊上一樣的好結果，其實這些步驟中間或許隱含著許多不為人知的小撇步，就像這個「綠藻枝仔冰」，如果沒有作者親自提點一下，可能做了半年都做不出來任何結果。可惜的是，學術界是如此的競爭，幾乎沒有作者會提供這類在標準文獻之外的小技巧，這不免是種諷刺，也是種人性吧，科學家也是人啊。

只是纖毛蟲近兩年來並沒有任何新文章，這多少讓我們這些引頸企盼的讀者有點失落。

參考網址：
實驗室裡，實驗室外 by 纖毛蟲

不憂鬱的老鼠

2010-05-10T19:42:00.000-07:00

在「科學影像」網站上的這個YOUTUBE連結不知道有多少人注意到？儘管已經是2008的年的研究了，不過現在看來還是很有趣。

2008年的Neuron期刊刊載一篇對於老鼠憂鬱症的研究，是由哥倫比亞大學的Dr. Eric Kandel所主導，他同時也是2000年諾貝爾獎生理醫學獎得主，因為釐清海馬迴是大腦的記憶中樞的相關研究而獲獎。現在海馬迴也被證實與情緒有關。

對人類來說，後天學習而來的恐懼感 (learned fear)是讓人類生存的主因之一，避免讓自己身陷險境，然而這種恐懼感也可能導致焦慮及沮喪的病態症狀，讓人一蹶不振，既然恐懼感可以因後天學習而得，有時又會產生意想不到的後遺症，那麼後天學習而來的安全感 (learned safety)又是如何呢？

這篇文章的主要是針對後天學習而來的安全感進行背後的機制研究。作者利用輕微的電擊讓老鼠產生不安，而停止電擊的同時也會放出一種固定的聲響，讓老鼠對聲響與安全產生連結，其後在強迫游泳的泳池 (forced-swim test)中，當老鼠沮喪不願繼續再游動時，放出這個固定的聲響，竟讓老鼠再次萌生鬥志，繼續奮游。作者進一步發現，這種正面的行為刺激，雖然與抗憂鬱藥得到同樣的效果 (老鼠奮力游泳)，但兩種刺激所引發的機制卻是截然不同，抗憂鬱藥是增加海馬迴中神經細胞增生作用，後天學習的安全感卻是增加海馬迴中dentate gyrus部位的新生神經細胞，這些神經細胞有助於引發正面的情緒。

長遠來看，這個機制的揭開將有助於發展另外一種截然不同的抗憂鬱藥途徑，而我所聯想到的卻是，當人沮喪失意時，或許可以回頭去聽聽年少時的懷舊歌曲，或是那些能讓你回想起歡樂時光的音樂，古典音樂也好，靡靡之音也罷，能讓自己振作起來才是最重要的。

參考文章：
1. 不憂鬱的老鼠- 科學影像網站
2. An Animal Model of a Behavioral Intervention for Depression. Neuron. 2008;60:149–161.
3. 圖片來源: Coolmristuff

偽造的科學？科學的偽造？

2010-04-24T12:37:00.000-07:00

日前聽了一場主題不太一樣的演講，講者是the Journal of Cell Biology (JCB)的編輯 Mike Rossner。講題是有關於科學論文中的偽造事件。

成也Photoshop，敗也Photoshop

Photoshop的好用讓很多人對於合成及修改照片不再望之卻步，然而修改自己拍的照片是一回事，把修改過後的照片發表在國際期刊上，卻又是另一回事了。JCB的編輯群把在JCB上發表過的文章重新進行一次檢視中，發現約有25%的照片證據不完全符合該期刊的規定，然而所有發表論文中，約有1%的文章有明顯修改的嫌疑，有些甚至可能達到偽造的情況。除了向原作者要求原始圖檔數據之外，編輯們也利用Photoshop的對比調整功能，讓一些經過修改的照片露出馬腳。

如下圖這張螢光細胞圖，經過Photoshop的分析過後，發現圖中有兩處的細胞是從別的照片剪下貼上的。編輯們詢問了該作者以後，得到的回覆卻是：「我們認為這樣的表現手法可以讓讀者更清楚的瞭解我們的證據。」

其他像是對於 Western Blotting裡面的bands增減，其實都達到了所謂偽造的程度。

上圖是最典型的修改，包括無中生有的band及消失的band。

雖然調整對比、明暗跟色彩校正是可以接受的，前提是沒有更動或刻意隱藏了圖片中的其他細節，但上圖做的確實有點過頭了。還有把作為控制組的beta-actin bands重複使用在不同的實驗組，或者把一個band加深對比後，裁減再貼到另一張圖等等。

整場演講中最令人印象深刻的是一張Western Blotting，裡面有個band經過Photoshop分析後，發現是從別的地方剪下貼上的，跟原作者要了原始數據後發現，在原始照片上沒有band的那個位置，寫上了一句話："Add it later"

當然也有很多作者被告知圖片被修改過後，回覆編輯說：「我很遺憾也很高興你們發現了這個錯誤，這篇文章根本不該被發表在JCB甚至是任何一本期刊雜誌上。」

結論
也許整張圖片有些額外的細節是自己不想要的，但對於其他研究者來說，那些細節卻可能是他們的突破。修改圖片究竟到怎樣的程度才算是合理使用，儘管是自由心證，但秉持著科學誠信的原則，大家心中的那把尺應該不會相差太多。

科學與科普之間-以兩則免疫學研究為例

2010-04-01T21:14:00.000-07:00

三月份的Nature Immunology期刊有一篇文章最近被媒體報導：維他命D對於免疫系統活化很重要。主要是丹麥哥本哈根大學的Carsten Geisler等人發現未活化的T細胞 (Naive T細胞)內Phospolipase C (PLC-γ1)的酵素蛋白表現比活化後的T細胞要低，而且細胞表面也沒有維他命D的受體。PLC-γ1酵素可以把細胞膜上的磷脂質切成兩部分(DAG, IP3)，這兩部分分別又去影響其他的信號因子，最後活化細胞的基因表現，細胞因此而產生細胞激素或開始分裂增殖 (如下圖，綠色者為PLC)。
所以PLC-γ1顯然跟細胞的活化程度有關連，他們發現如果T細胞表現更多維生素D的受體並且結合更多維生素D，細胞內PLC-γ1的表現量就越多，T細胞被活化的程度就越強，免疫反應也會增強。T細胞表現更多的維生素D受體的方法是讓T細胞的TCR (T cell receptor)跟呈獻抗原的MHC辨識結合，這種辨識結合通常是有病原菌入侵或是環境中有過敏原才會發生，這部份我們沒辦法控制，剩下的我們可以控制的就是增加維生素D的攝取，好讓當免疫細胞增加維生素D受體的表現時，能有相對應增加的維生素D來刺激免疫反應。

正因為攝取維生素D是一件跟我們日常生活相關的事，不管是吃維生素D或是曬太陽，所以媒體才有梗來報導這則科學新知。同樣是這一期的期刊，比較受到免疫學家們注意的文章卻不包括這一篇，Nature系列的期刊會有個「新知與觀點」的專欄，通常是由另一個同樣領域的學者撰寫專文來導讀相關的研究內容，通常也代表這類的發現比較具有影響力或者有某些值得討論的有趣現象。像是一篇對於NKT細胞的研究：NKT也可以幫助活化細胞毒殺型T細胞 (CD8 T; CTL)
NKT細胞是一群innate先天性免疫的細胞，他們的身份比較模糊，因為具有T細胞的特性，而T細胞跟B細胞是adaptive適應性免疫細胞，NKT也具有自然殺手細胞NK細胞的特徵，而NK細胞是屬於先天性免疫細胞。NKT細胞可以辨認跟MHC相似的CD1d受體所呈獻的抗原，這類抗原主要是細菌細胞膜上的醣脂類，一旦NKT被活化以後，會釋放出不同的細胞激素，包括Th1的IFN-γ跟Th2的IL-4 (Th1, Th2是免疫學家透過分類不同作用的細胞激素來進一步細分CD4 T細胞的族群)。

以往的認知是如上圖a，CD4 T細胞被活化後，影響並活化樹突細胞DC，樹突細胞再去活化CD8 T細胞並釋放IL-12的細胞激素 (CD4, CD8是免疫學家透過細胞膜不同的抗原表現來區分T細胞的種類，CD4 T細胞可以再區分Th1跟Th2)。德國科學家Christian Kurts的研究團隊發現其實NKT也可以協助CD8 T細胞的活化，如上圖b。

這項發現若再經過其他研究團隊進一步的驗證，未來應該會被編入免疫學中，成為研讀NKT細胞時的教材之一。但因為這項發現跟我們日常生活比較沒那麼息息相關，所以報導就不好寫了，一般大眾可能也不會對NKT是不是可以活化樹突細胞跟CD8 T細胞感到興趣吧！這應該也是科學跟科普之間難以跨越的差距？

免疫學上的Signal 0, 1, 2, 3
Signal 0：也叫Danger signal，代表受攻擊而損傷的組織細胞所釋放的警示因子或病原菌中能引起免疫反應的物質。
Signal 1：代表MHC及所呈獻的抗原與TCR結合所引發的免疫活化訊息。
Signal 2：B7與CD28等輔助活化的表面受體結合所引發的訊息，用來進一步增強Signal 1。
Signal 3：抗原呈獻細胞被活化後所釋放的細胞激素，用以活化T細胞。

逆境求生的腫瘤細胞

2010-03-30T10:04:00.001-07:00

3月25號的Science Online express (主要是在線上刊載尚未被印刷出來的重要文章)刊登了一篇文章有關腫瘤細胞如何逃避免疫系統的追殺。研究免疫逃避的機制近十幾年來一直是腫瘤免疫學的熱門領域，瑞士科學家Melody Swartz (左圖)以及她的博士後研究員Jacqueline Shields (右圖)在2007的Cancer Cell期刊發表腫瘤細胞如何在淋巴腺中轉移，她們建構了一個腫瘤細胞與淋巴液的組織培養環境，發現腫瘤細胞會表現CCR7的受體，這個受體會跟CCL21的細胞趨化激素結合，因為淋巴液中有著濃度不等的CCL21可以驅使著腫瘤細胞移動，就像用紅蘿蔔來引誘馬兒前進一樣( 如下圖)。有趣的是，CCR7受體通常是活化的T淋巴細胞或B淋巴細胞才會表現，而Swart等人使用的人類乳癌細胞居然也有CCR7，於是她們想進一步證實或許腫瘤細胞就是利用趨化激素來逃避免疫系統攻擊。

CCL21主要是由在淋巴結裡的基質細胞所釋放，然後吸引T細胞跟B細胞到淋巴結中，並結合樹突細胞所呈獻的抗原，進一步活化免疫系統。在本篇研究中，Swartz等人發現腫瘤細胞也會釋放CCL21來改變本身的周遭的環境，儘管腫瘤細胞也有CCR7，但似乎CCL21才是讓腫瘤得以逃避免疫系統的主因。

免疫學上腫瘤細胞逃避免疫系統的機制有五類：

一、降低MHC-I的表現，讓免疫細胞不容易被活化。
二、產生身體原本的細胞表現抗原，讓免疫細胞誤以為是自身正常細胞。
三、腫瘤細胞可能表現了特殊的表面抗原，但腫瘤試圖減少這種異常抗原的表現，也減少被認出的機會。
四、腫瘤細胞釋放一些抑制免疫反應的細胞激素，如TGF-beta，並活化調節型T細胞 (主要功能為抑制其他T細胞)。
五、釋放一些膠原蛋白並藏匿在這些膠原蛋白中，使得免疫細胞無法偵測到。

參考文章：
-腫瘤藉由模仿淋巴結躲避免疫系統
http://only-perception.blogspot.com/2010/03/blog-post_29.html
-Autologous chemotaxis as a mechanism of tumor cell homing to lymphatics via interstitial flow and autocrine CCR7 signaling. Cancer Cell. 2007 Jun;11(6):526-38.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17560334
-Induction of Lymphoidlike Stroma and Immune Escape by Tumors That Express the Chemokine CCL21
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/science.1185837

(圖片所有權皆來自原作者)

好吃的疫苗

2010-03-26T13:01:00.000-07:00

這張圖片是當初在宣傳口服小兒麻痺疫苗的宣傳海報, 其中的"tastes good"現今看起來確實有點莞爾. 口服小兒麻痺疫苗的成功, 讓小兒麻痺病毒幾乎絕跡, 從1987年的40萬病例, 到2008年不到2000個病例, 清楚的說明了小兒麻痺病毒雖不像天花一樣被宣布"滅絕", 但至少現代人也不再懼怕小兒麻痺. 除了小兒麻痺疫苗的高保護力, 另一個讓這疫苗成功的原因就是因為口服是最容易的途徑, 不需要打針, 不需要太多專業醫療人員的協助, 大家都可以輕鬆的接種小兒麻痺疫苗. ~~況且口服小兒麻痺疫苗的保護力還更在用肌肉注射小兒麻痺疫苗之上~~. (註)

口服疫苗的途徑顯然是條值得發展的方向, 然而最新問世的疫苗--子宮頸癌疫苗, 仍舊是採取用肌肉注射的方式, 究竟是為什麼呢? 無庸置疑, 肌肉注射可以引發身體產生全身性的保護力, 不管是腸道免疫力對抗小兒麻痺病毒, 還是呼吸道免疫力對抗流感病毒, 以及生殖道免疫力對抗人類乳突病毒 (某幾類的人類乳突病毒就是造成子宮頸癌的元兇), 都有很成功的效果. 但是如果可以不要打針是不是會更好, 更方便? 捨棄了針筒也意味著降低了施打疫苗的成本, 讓比較貧窮的國家也買得起. 那就改用口服吧!? 問題是...口服子宮頸癌疫苗卻不能引發生殖道免疫力, 疫苗學家知道這現象, 卻不知道是什麼導致了這現象. 那麼有沒有其它途徑可以具備以上的好處卻仍有免疫力

呢 ?

2009 年12月的免疫學期刊--Journal of Immunology刊載著一篇研究, 由黏膜免疫專家Cecil Czerkinsky和韓國科學家的合作, 利用老鼠成功證明舌下給予疫苗的方式, 誘發老鼠生殖道免疫力以對抗人類乳突病毒是可行的.

從圖左下的證據顯示, 如果老鼠之前接種過不具感染力的人類乳突病毒, 在遭遇人類乳突病毒入侵生殖道時, 確實能有效的抵禦病毒. 圖左上的老鼠則沒有接種過. 有顏色表現的地方代表有病毒的感染, 因為實驗者在人類乳突病毒上動了手腳, 將能產生螢光的DNA放入了病毒之中, 讓我們得以利用活體影像系統直接觀察病毒的分布.

另一個重要的發現是, 舌下給予的方式不只提供了抗體的產生以及其它免疫細胞, 像是CD4, CD8 T細胞的活化, 讓身體獲得更周全的保護力.

除了這篇研究之外, Dr. Cecil Czerkinsky等人還發現, 舌下給予的途徑不單單只是保護了生殖道, 連流感病毒入侵的呼吸道, 以及造成胃潰瘍的幽門桿菌所攻擊的胃, 都有保護效果.

如此看來, 舌下疫苗的方法在未來或許會成為一種普遍施打疫苗的方式, 至於如何讓舌下疫苗嘗起來更好吃則有待科學家進一步的努力了.

參考文章: The Journal of Immunology, 2009, 183: 7851-7859

註: 經版友ichbingut指正後刪除

脊髓運動傷患的曙光-胚胎幹細胞

2008-06-09T03:43:00.000-07:00

在2002年八月一篇發表在Cell的文章，題目是「Direct differentiation of embryonic stem cells into motor neurons」。作者Thomas M. Jessell是任教於紐約哥倫比亞大學的學者，他在神經科學領域相當有名，他著作的教科書「Principle of Neuroscience」幾乎是所有念神經科學的人所必須拜讀的聖經。任何有醫療常識的人都知道神經系統在受傷之後是無法再生的，所以車禍、中風、甚至是遺傳性或者退化性的神經病變都將導致病人終身肢體傷殘，這篇文章為這些病患提供一線曙光，從胚胎幹細胞去培養出負責傳遞運動神經訊息的運動神經元，再將之植回受傷的動物脊髓相對應位置，證明這些由胚幹細胞所分化出來的運動神經元具有修復肌肉運動功能的能力。

前言
在胚胎發生的過程中，不同形態、彼此分工的體細胞（somatic cell）都遵循一定的分化途徑，而控制這些體細胞分化的路徑和決定因素等相關分子生物學研究便成為近年科學界的熱門話題，以中樞神經系統為例，完整的脊椎動物其神經系統包含幾百種不同形態與功能的神經細胞種類，其中包括引發神經傳導電位的神經元（neuron），支持這些神經細胞功能的膠細胞（glia cell）….等等，其中神經元又可以分成多種形式：負責傳遞感覺訊息的感覺神經元（sensory neuron）；負責中樞訊息整合的中介神經元（interneuron）；和負責傳替運動訊息到肌肉或線體的運動神經元（motor neuron）。在脊椎外傷或退化性神經病變的診療過程中，運動神經元的耗損往往造成病患終身行動不便的遺憾，這些傷患所消耗的醫療資源和社會成本相當可觀，也促使神經科學界對於運動神經再生的議題產生迫切的興趣與需求。過去關於神經再生的幹細胞研究範疇大致分為三大類：
（1）成體中樞神經系統（adult brain）中某些位置，如位於臨邊系統的海馬回（hippocampus）其齧齒回（dentate gyrus）可以製造出數量有限，但具有分化能力的神經先驅細胞（neuronal progenitor cell），這類細胞具有修補海馬回因老化或受損所喪失的神經細胞功能；
（2）由其他非神經系統或組織所衍生的先驅細胞（nonneuronal progenitor cell），在特定的條件下可以培養成神經細胞來進行修補神經系統的缺損，舉例來說，由小鼠的骨髓（bone marrow）得到的先驅細胞可以培養成神經元來進行神經修補；

（3）由胚幹細胞（embryonic stem cell）直接培養成神經細胞來進行神經修補，這類的研究由於胚幹細胞具有取之不盡用之不竭的生長特性，其結果特別受到科學界的重視。研究發現，小鼠的胚幹細胞可以在特定的培養條件下被分化成表現中腦多巴胺分泌神經細胞（dopaminergic neuron）特徵的神經元，這些類多巴胺神經元已經被證實經神經移植可以若干程度改善小鼠在罹患巴金森式症動物模式後所出現的運動缺失。

本篇報告的內容就是在介紹如何將小鼠的胚幹細胞培養成為脊髓中的運動神經元，這些經分化後的類運動神經元不但可以表現正常運動神經元所需要的功能蛋白質（marker），經轉植手術後還可以和受傷的肌肉形成連結，分泌乙烯膽鹼（acetylcholine）來改善肢體活動的運動缺失。

神經發育學的重大發現
要將胚幹細胞分化成為脊髓中的運動神經元，科學家必須先了解在脊椎動物中樞神經發育的過程中，運動神經元受到哪些轉錄因子（transcription factor）的調控？如圖所示，胚胎中的外胚層細胞在形成神經脊（neuronal crest）後，從頭部到尾部其不同體節的位置會表現不同的轉錄因子，其中前腦（telencephalon）表現FGF8；中腦（diencephalon）向後延伸到脊髓位置其背部表現Wnt1而腹部表現 Sonic hedgehog（Shh）；腦幹這一段因為腹部FGF4和背部BMP4的表現而和前後區塊分隔，之後，前段發育為大腦而後段因表現Retinoic Acid（RA）而發育成為脊髓。
就脊髓的背側和腹側來看，神經發育也是有類似的分節情形，脊髓腹側的最底部之後會出現運動神經元，往上一點則是出現V2神經元，以小鼠和雞的神經胚胎發現來說明，脊髓的背側到腹側每個區塊都表現特定的轉錄因子，背側（roof plate）因為 BMP4而腹側（floor plate）因為Shh的濃度較高而產生一個對應梯度，這兩個轉錄因子不同濃度的刺激是導致脊髓背、腹側呈現不同區塊的重要因素；以之後要出現運動神經元的區塊來說，高濃度的Shh刺激homeodomain（HD）和basic helix-loop-helix（b-HLH）兩類轉錄因子的表現，其中運動神經元先趨細胞會專一性的表現Pax6與Nkx6.1兩種HD蛋白質以及Olig2這種 b-HLH蛋白質；這三種轉錄因子決定了該區域神經細胞之後發育成為運動神經元的命運。首先，先驅細胞會脫離細胞週期（cell cycle）而分化成為成熟的運動神經元；其次，這三種轉錄因子的下游基因HB9啟動，它是「專一」表現在成熟運動神經元的一種HD蛋白質。

小鼠的胚幹細胞經特定轉錄因子的刺激而分化成為運動神經元
藉助上述神經胚胎的研究發現，科學家在培養皿裡面製造類似的發育環境，嘗試將小鼠胚幹細胞培養成運動神經元。採用的步驟簡述如下：
（1）首先將胚幹細胞用aggregate culture兩天的方法先養成ES bodies ，每個ES bodies約包含1000個細胞，之後加入RA培養2~7天，加入RA培養的ES bodies中表現 Sox1（pan-neural progenitor marker）和NeuN（post-mitotic neuron marker）明顯多於不加入RA的ES bodies；此外，加入RA可以大幅增加表現Otx2（一種表現在中腦之後的caudal position identity marker）和Hocx6（一種spinal cord identity marker）的細胞。

（2）利用RA建立caudal identity之後，加入Shh進行ventral identity的誘導，如圖四所示，將上述ES bodies加入不同濃度的Shh合成蛋白質，配合活體小鼠脊髓神經胚胎發育的免疫染色，高濃度（1uM）的Shh誘使ES bodies大量表現出運動神經元先驅細胞所需要的轉錄調控因子Pax6、Nkx6.1和Olig2。其中20~30%的ES bodies並出現表現HB9的細胞，這些表現HB9的細胞經免疫染色證實亦表現NeuN且不會incorporate BrdU，表示這些細胞已經是post-mitotic neuron。
（3）找到適合誘導ES bodies發育成運動神經元的適當條件之後，研究者必須想辦法建立一個可以用來觀察並純化這些表現HB9的平台，因為ES bodies本身的細胞種類異質性很高，想要用流體細胞分離技術分出這些運動神經元必須藉助小鼠基因轉植工程的技術，研究者建立一隻由HB9基因啟動子（promoter）來表現EGFP的基因轉植小鼠，螢光顯色證明EGFP只表現在這小鼠脊髓的運動神經元。之後再建立這隻基因轉植小鼠的胚幹細胞株。驗證上述加入RA和Shh確實可以將ES bodies誘導表現大量表現EGFP的運動神經元，因為螢光方便觀察的關係，我們可以再圖六看到這些表現EGFP的細胞會延伸出軸突（axon）並表現製造乙烯膽鹼的重要酵素ChAT，神經衝動要興奮肌肉收縮必須分泌乙烯膽鹼，這發現顯示這些運動神經元應該具有收縮肌肉的功能。

（4）為了驗證這些由胚幹細胞分化來的運動神經元，研究者藉助流式細胞分離技術（FACS）來修正誘導ES bodies分化出運動神經元的最佳劑量，實驗發現給予2uM的RA加上1uM的Shh可以產生最多表現EGFP的運動神經元，單獨只給相同劑量的RA或Shh幾乎不能誘導出任何表現EGFP的運動神經元。

（5）純化出這些表現EGFP的運動神經元後，試圖在雞胚（stage15~17）的脊髓進行活體運動神經元的移植手術，如圖所示，到了雞胚發育到stage 27時，觀察到所移植的小鼠運動神經元在雞胚的脊髓中建立連結，這些連結和正常的運動神經元完全相同，利用免疫染色觀察這些運動神經元的末梢，在雞胚發育到stage35時，這些表現EGFP螢光的運動神經元末梢和肋骨肌肉形成連結，表現分泌乙烯膽鹼所需的marker，如synaptobrevin（syb）和vesicular Ach transporter（VAChT），顯示這些運動神經元儘管式不同物種的胚幹細胞所誘導出來，仍然具有在活體身上引發肌肉收縮的功能。

結論
胚幹細胞的研究相當有淺力，從這篇文章的介紹，我們不難理解之後的生物醫學一定會和胚幹細胞有密切關係，然值得注意的是這些成功報告目前都還在只是實驗動物的階段，期待未來有更多活體人類的成功案例，造福更多需要幫助的病患。

Human IHC 資料庫

2008-05-29T01:27:00.000-07:00

如果你是個以病人檢體為主的研究者，這個網站
http://www.proteinatlas.org/
應該會很有幫助。

可以直接輸入關鍵字，如IL-6，或者從下方的染色體簡圖直接點選第幾條染色體，便會列出在這一條染色體上的所有基因的相關抗體，同時也會幫你搜尋NCBI上的papers。

假設我鍵入IL-6，再進一步的點選抗體資訊便會得到IL-6在人體各組織的IL-6表現量。如下圖：所以可以得知IL-6在lymph nodes及Tonsil扁桃腺表現量中等，在testis及bone marrow則也有一點表現。

此外，還可以進一步瀏覽再各組織的IHC圖片：所以，如果常常作病人檢體的IHC的話，這個網站算是資料相當齊全的資料庫。至於有沒有老鼠的？目前為止，還沒看到。

PS經過詢問該公司服務人員所得到的答案：Prestige Antibody都是anti-human的。只是他們另外附上一個連結：有些抗體可以辨認老鼠樣本中同樣的抗原！

http://myurl.com.tw/1thk

預防氣喘新方法？

2008-02-26T02:36:00.000-08:00

今年二月份的Nature Medicine刊出了一篇法國研究人員的文章，大意是說母親可能可以透過哺乳的過程將一些可能導致氣喘的抗原轉送至新生兒體內，使得新生兒未來較不容易產生該類抗原所誘發的氣喘疾病。

該團隊先給予母鼠一個抗原刺激，產生抗性後所產下的仔鼠再受到相同抗原的刺激時，仔鼠體內肺部細胞所產生的細胞激素，如IL-4、IL-5、IL-10跟IL-13以及IgE、IgA和IgG1等抗體與肺泡沖洗液 (BAL)內的嗜酸性白血球都較其他正常仔鼠來得低。這現象證明了母親確實透過母乳可以傳遞一些引發氣喘的物質給新生兒，並降低新生兒氣喘的機率。

進一步去探討其中的機制。首先，抗體跟抗原確實是母親可以透過哺乳過程傳給寶寶，這是大家所認同的事實，但今天這研究會不會其實是母親給了寶寶抗體而不是抗原？所以作者把無法產生抗體的老鼠做了同樣的實驗，細胞激素與抗體的濃度高低與之前實驗的差異一致，說明抗體傳遞與否沒有太大關連。

其次，作者提到母乳中含有IL-10與TGF-beta這兩種細胞激素且都具有免疫抑制效果，而抑制過度的免疫反應正是我們之所以能容忍一些外來抗原的前提之一 (正如我們每天吸入許多灰塵，卻不至於引發嚴重的全身免疫反應)，因此這種母傳子的效果會不會是因為這兩種細胞激素的關係？同樣地，使用IL-10跟TGF-beta的基因剔除老鼠來做同樣的實驗發現沒有IL-10的母鼠其後代對於抗原的反應與正常老鼠無異，相反的，沒有TGF-beta的母鼠後代則可以得到與先前相似的差異，表示TGF-beta有參與這部分的機制，而IL-10則否。
p.s. TGF-beta剔除的老鼠無法成長成熟，所以作者是改用抗體去中和TGF-beta。
p.s.2 先前也有文章提到口服途徑給予抗原以引起耐受性若合併TGF-beta則較有效果。

這篇文章再度強化了哺乳的重要性並且提供了塵蟎類所引發的氣喘一個預防的新方向。不過最耐人尋味的莫過於其中的一次實驗，是利用OVA的抗體去辨認母鼠的乳汁中有無OVA的存在......等一下，母鼠的乳汁怎麼得到的？

材料與方法中非常含糊其詞的提到，鼠乳得到的方法可利用催產素打入母鼠體內或從吃飽的小小鼠胃中得來。或許這部分的資訊正是關鍵所在吧！講得太明白就不值錢了。
（不禁想到許多建立小兒病毒的動物模式，總是會被質疑小小鼠究竟是太虛弱而餓死還是因為病毒而死？）

參考文章：
Verhasselt et al. Breast milk-mediated transfer of an antigen induces tolerance and protection from allergic asthma. Nat Med. 2008 Feb;14(2):170-5.

圖片來源：上圖為Answers.com網站內圖片，下圖為本文同期的News and Views文章內圖片。

都是鈣離子惹的禍-阿茲罕默症的新發現

2008-01-18T02:13:00.001-08:00

阿茲罕默症（Alzheimer’s Disease）是一種神經退化的疾病，根據估計全球約2％的人口正遭受到這疾病的折磨，其中少數的AD病人屬於早發性（early-onset）的家族遺傳。從過去的研究我們已經知道這家族遺傳AD的病因是由於基因Presenilins的突變所導致，先前研究也證實Presenilines是γ-secreatse complex中重要的catalytic subunit，該基因的突變確實會加速Amyloid precursor protein (APP)切出amyloid β-peptide (Aβ)的蛋白質反應，導致大量 Aβ出現在病人壞死的神經細胞中。然而， Aβ的在神經細胞的多寡或堆積，究竟是發病原因？還是神經細胞救亡圖存的保護機制？目前卻沒有定論。根據Tu等人（Cell 126,981-993, September 8, 2006)的研究指出，Presenilins在結合成γ-secreatse complex之前表現在細胞的內質網（endoplasmic reticulum），而且具有 Ca2+ passive leak channel的功能，突變的Presenilins喪失調控ER 內正常Ca2+濃度的功能，這發現為阿茲罕默症的研究開啟另一個觀念，就是細胞內ER Ca2+的異常可能是導致神經細胞退化甚至於死亡的原因。
從Presenilins的蛋白質結構來看，它有有九個transmembrane domain，和典型的Ion channel 或transporter極為相似，加上它表現在ER，這些特性促使Tu等人（2006）去分離ER的膜蛋白來記錄Presenilins對 Ca2+ 的通透性。實驗發現：（1）wildtype的Presenilins 1或2表現在reconstituted planar lipid bilayer上都可以對 Ca2+通透，造成電流，而mutant Presenilins (PS1-M146V、PS2-N141l)則不會對 Ca2+通透；（2）利用 Fura-2 Ca2+ imagining 記錄，表現mutant Presenilins 的細胞對 Bradykinin或 Ionomycin所產生的ER Ca2+ efflux 明顯升高；（3）取用PS1/2 double knockout的MEFs也得到類似的結果，而這phenotype可以被wildtype PS1或PS2 Rescue；(4)給予Thapsigargin（一種ER膜上SERCA Ca2+ pump blocker)可以看出wildtype ，而非mutant Presenilins 確實是可以mediate ER內的 Ca2+ passive leakage。由這樣的結果推論，家族性阿茲罕默症的病人，其腦中神經細胞的ER Ca2+ baseline濃度就和正常人不同：「過濃的 Ca2+ 累積在ER內，在受到刺激時產生 Ca2+ 過量的由ER釋放。」這會不會是導致AD病人神經細胞退化的原因，目前雖然沒有直接證據可以證明，但我們可以推論ER內 Ca2+ 過多的釋放和cell death有直接關係，阻斷 ER內 Ca2+釋放可以有效阻止神經細胞的Necrotic cell death。
這樣看來，Presenilins在細胞內的功能至少有二：（1）負責調控ER膜內外的 Ca2+ 濃度；（2）catalyze APP產生Aβ。如何證明這兩者誰是導致阿茲罕默症的主因？從先前 Aβ的研究我們已經知道，離體細胞增強或減弱胞內 Amyloid aggregation 並不一定會導致該細胞的死亡，反而有些有anti-apoptosis的報告，這些離體系胞的研究之所以備受爭議，多少是因為AD是一種系統性的神經退化疾病，真正具說服力的實驗還是得回到活體動物。其次，γ-secreatse complex中Presenilins只是其中的catalytic subunit，它的組成還包括Nicastrin、Aph-1和Pen-2。一個簡單證明「喪失調控ER膜內外 Ca2+ 濃度」是不是AD主因的方法是看 Nicastrin、Aph-1或Pen-2的knockout，是不是有類似阿茲罕默症的症狀，因為這些老鼠沒有機會產生Aβ，我們可以去測測其ER中 Ca2+ 濃度是不是正常？如果都正常而且老鼠也沒有AD症狀，表示產生 Aβ不應該是致病的主因；其次由基因轉殖鼠的AD模式，我們知道Tg human mutant PS1或PS2可以產生類似AD的症狀，這些老鼠發病的時程和機制都已經被詳細描述，如果測量發病前後神經細胞的ER膜內外 Ca2+ 濃度，我們應該可以預期得到和Tu等人（2006）相同的結果，即ER內 Ca2+ 濃度偏高而給藥物刺激後ER放出的 Ca2+ 濃度上升。同時我們可以追蹤這時候細胞的（1）caspase activity；（2）oxidative stress；（3）Aβ濃度等參數來作相關分析。
除了分離出Tg的腦細胞進行ER中 Ca2+ 濃度的實驗，我們還可以試著去rescue Tg神經細胞的oxidative stress，舉例來說，如果帶mutant Presenilins的ER其膜內Ca2+濃度過高，我們可是用基因療法，在腦室內打入帶「ER膜上Ca2+ pump gene」的AAV，看能不能減緩這Tg其AD的病程，甚至使用Ca2+的chelator帶著ER的tag打入腦中，看看能不能將ER內的 Ca2+ 濃度降低下來，說不定可以研發出另一種治療AD的方法。

你聰明嗎？神經膠細胞可以調節記憶好壞！

2008-01-13T10:07:00.000-08:00

Glia，神經膠細胞，神經膠細胞主要有三種：（1）astrocyte；（2）microglia；和（3）oligodendrocyte。
這些過去被認為在中樞神經系統中扮演house keeping的神經膠細胞，在近幾年的研究中，尤其是astrocyte，發現它具有另一樣新的功能....就是它可以調節海馬回中的長效增益效果 (long-term potentiation)。最新研究顯示：神經膠細胞和學習記憶有密切的關係。
其中，三個主要的gliotransmitters，包括D-serine、ATP和TNF-alpha，都有支持的證據可以調控大腦中的NMDA受體的傳訊效率。
D-serine已經被證實是NMDAR的co-agonist，有D-serine的存在可以讓 postsynaptic NMDAR的通透電流增強，甚至可以決定LTP 的成敗，這些 D-serine是由包附在synapse 的astrocyte釋放。
至於 ATP與TNF-alpha，這兩者在中樞神經系統主要也是由神經膠細胞產生，ATP作用在P2X receptor而 TNF-alpha則是作用在TNF-1 receptor，和 D-serine不同的是，這兩種神經傳導素作用在其相關受體對NMDAR的增益效果呈現較長效且廣泛的調控，雖然沒有specificity，但確實負責維持中樞glutamatergic transmission 的tone。
對很多記憶有關的神經系統疾病，如中風、癲癇、巴金森氏症或阿茲罕默症所呈現的記憶缺失來說，這三個 gliotransmitters所扮演的角色值得科學界近一步的探究，說不定可以提供新的治療方向，撿患病人在罹病後的記憶缺損。

細胞激素兩面刃

2007-10-22T21:53:00.000-07:00

不可否認的，果蠅在整個生命科學研究史上有著舉足輕重的地位，無論是遺傳學或是將要提到的免疫學都是如此。
果蠅的胚胎發育過程中需要一種蛋白質來協助腹背分化並形成對稱的成體--Toll protein，鐸蛋白，少了這種蛋白質，會生育出畸形且不對稱的果蠅，因此被德國科學家發現後即命名為Toll (德文中愚蠢、古怪之意）。1996年時法國的Hoffmann在Cell期刊上發表鐸蛋白除了會影響胚胎發育外，同時也調控著drosomycin (一種可抑制黴菌增生的物質)的產生，這項發現意味著鐸蛋白具有雙重功能：果蠅的胚胎發育與免疫。「既然果蠅有，那人類會不會也有？」基於這種想法，耶魯大學的Janeway與Medzhitov果然在1997年發現了屬於人類的鐸蛋白，並稱之為類鐸受體，Toll-like receptor，簡稱TLR。
TLR的功用是協助先天性免疫系統去辨認外來的病原菌，例如TLR3是辨認RNA病毒，TLR4則是辨認革蘭氏陰性菌中的脂多醣LPS等等，所以現今的免疫學認為，當病原菌入侵人體後，首先由非專一性的樹突細胞或巨噬細胞其上類鐸受體來辨認並迅速引起這些免疫細胞的活化，是放出細胞激素，或活化其他細胞 (IL-6,12)，或造成發炎反應(TNF-a)，此為第一階段的防禦，數天之後，T淋巴球會開始辨認病原菌的蛋白片段以及B淋巴球開始增生並生產專一性的抗體，也藉此記憶該病原菌特徵，以便再次遭遇時能更快殲滅病原菌，而這兩階段具有時間差的防禦系統，也容易讓人認為比較像是兩個獨立的系統。
今年十月份的Nature Medicine中有篇文章則導正了這樣的想法，作者是芝加哥大學的傅陽新及其團隊，他們發現第二階段中的T淋巴球具有阻止第一階段的免疫系統產生過於強烈細胞激素反而傷害自己的功能。過多的細胞激素是會致命的事實是目前大家普遍都知曉的，像感染SARS的人，體內的免疫細胞受到病毒的刺激而過度反應並大量產生了細胞激素，形成所謂的「細胞激素風暴」，時常是致死的原因。作者把經過基因剔除而 (2007諾貝爾獎的貢獻)將不具有T，B淋巴球的小鼠打入低劑量的鼠肝病毒，正常的老鼠不會死，但沒有T，B淋巴球的老鼠卻死了，可能原因有二，一是缺乏二階段防禦系統導致無法清除病毒而死，另一則可能是第一階段防禦系統所產生的細胞激素太多所造成。作者檢視老鼠死因，發現繁殖的病毒量跟病毒造成的組織傷害都很少，初步排除第一種可能性，進一步他們給予人工合成的雙股RNA，這東西可以模擬RNA病毒入侵，並與TLR3結合而引發一連串的免疫反應，尤其是細胞激素，但又不會造成與病毒相類似的病症，無意外地，不正常的老鼠也死了，所以加強了第二種致死原因的可能性。最後，他們額外注入正常的T淋巴球給這種不正常的小鼠，結果，細胞激素因而下降，死亡率也隨之下降。
作者的實驗其實給了免疫學一個新的觀點：原來兩階段的防禦系統並非是各自為政的，相反的，他們其實是息息相關的，有如2005年Medzhitov發現B細胞的活化其實也需要類鐸受體的幫忙，或如今天所提到的過量的細胞激素其實是需要T淋巴球來協助壓抑。
這樣的發現便可以改寫免疫學課本的一些小觀念，我想這也是為何Nature Medicine會刊出這篇文章的原因吧！思考免疫學問題之餘，我也注意到中國的科學發展確實不斷的在進步並勉勵自己也加把勁。
參考文章：
1. 科學人雜誌 2005年2月號
2. Kim et al. (2007) Adaptive immune cells temper initial innate responses. Nature Medicine 13, 1248- 1252

琥珀: 時光顯微鏡

2007-10-21T02:47:00.000-07:00

琥珀來自天然的樹脂. 如果有生物經過時被它黏住蓋住包埋起來, 等到樹脂完全乾了, 這隻可憐的小生物就被大自然的力量收藏起來當標本了. 科學家們當然早就知道古老的樹脂變成琥珀, 在琥珀裡面就可能找到這些大自然珍貴的典藏品.

不過這個過程大概得在陸地上發生, 不然樹脂乾不了就做不成標本了, 所以水生生物大概没機會進入這個自然的博物館. 不過最近兩位研究人員在佛羅里達州發現的一個沼澤可能帶給研究古生物的專家學者們一個新的希望. 在這個沼澤裡, 樹脂從長在水中央的樹向外延伸數公分, 裡面黏著不少生物. 如果看看這個沼澤的底部, 你還會看到樹脂覆蓋了好大一片面積. 他們分析了被這些樹脂保存下來的生物, 發現水裡有的大概樹脂裡都有, 這裡面包括了好多以往認為不會出現在琥珀裡的含水量高的水生生物, 除了有硬殼的昆蟲外, 還有線蟲, 綠藻, 原生動物等等都完整地被保存了下來. 如果湖水的小水滴被樹脂包住, 微生物可以在這個小環境裡生長一段時間, 甚至長到樹脂裡面. 在他們的觀察裡也發現長進樹脂裡的真菌菌絲. 所以, 水生微生物是可以被留下來的.

從這些證據來看, 現今琥珀標本裡是不是可能讓我們有機會看到古代的微生物呢? 由於微生物極難留下化石, 所以學界對古代微生物的認識大部份只能依靠 DNA 的分析, 但是對這些生物到底長什麼樣可就没個譜了. 作者比較了來自德國一億年前的琥珀標本, 在裡面真的發現了和佛羅里達樹脂看起來很像的變形蟲(原生動物)及絲狀藻標本. 這個研究幫學界起了個頭, 或許過了一段時間後, 學術界會藉著琥珀的幫忙, 對古早年代的微生物有更多的認識.

研究原文:
Alexander R. Schmidt and David L. Dilcher
Aquatic organisms as amber inclusions and examples from a modern swamp forest
PNAS 2007 104: 16581-16585

談談腸病毒

2007-10-12T08:17:00.000-07:00

最近腸病毒又熱門了起來，事實上每年的春秋之際，腸病毒總會出現在報章新聞中，但是這次有點不同，是因為這次的腸病毒克沙奇A24型造成了結膜炎的大流行。而我今天要談的主角不是克沙奇A24，是腸病毒71型。

為什麼要叫腸病毒？

因為腸病毒感染人體時會以腸道的上皮細胞為初期入侵的目標。腸病毒比較耐酸，所以可以通過胃酸的環境到達腸道，而且也比較耐熱，但究竟是因為比較耐酸而使其容易在腸道繁殖，還是為了在腸道繁殖而比較耐酸，可能需要進一步的論證。

腸病毒有很多型，除了71型，還有腸病毒68，69，70，克沙奇A1-A24、克沙奇B1-B6、伊科等亞型，這種分法主要是跟發現的時間順序有關，目前國際病毒分類委員會將腸病毒分為ABCD四型，71型位於A型，而先前所提的克沙奇A24則被歸類在C型中。

腸病毒很小，30nm左右，但我不喜歡這樣的說法，我比較喜歡說如果把一個170公分的人體放大到跟地球一樣大，那腸病毒的大小跟一個600cc保特瓶差不多大，這樣的說法比較真實點，也比較能跟普羅大眾解釋。畢竟學者的東西最終還是得解釋給大眾聽。

腸病毒71型為什麼特別重要？

台灣在1998年間爆發腸病毒71型的大流行，造成78名嬰幼兒死亡，而在此之前台灣沒有類似的爆發紀錄。此後腸病毒在春秋之際總會開始流行，但每年流行的亞型不一定相同。也正因為98年的大爆發，讓腸病毒在台灣的感染症學界中成了一門顯學，腸病毒的研究也確實讓台灣打出一些名號（至少那篇新英格蘭醫學的論文應該也有獲得各國的注目才是）。腸病毒中，71型是屬於重症的病毒，會造成小朋友的手足口症（手腳口部起水泡）還有咽唊炎，嚴重的會出現腦膜炎或腦幹腦炎及肺水腫甚至死亡。那成人呢？其實多數不會有嚴重症狀，頂多拉肚子，但若帶原腸病毒後回家又接觸小朋友，那後果可能就會很嚴重。

腸病毒71型的研究？

所有的研究目的最終只為了疫苗的研發，一旦疫苗出現，再熱門的病毒也會開始乏人問津，就像小兒麻痺病毒，只要搜尋一下PubMed中疫苗出現前後的論文數便可知道疫苗對於一項病毒研究是多麼具有殺傷力了。所以感染症學家有時也會戲稱自己是趁火打劫的人，疫情越嚴重經費就越多，反之像SARS，我就曾聽聞某國家單位大老說：「現在再提出SARS計畫，我都不會讓他過！」天曉得2003年SARS爆發時，可是有上百億的經費哩！

腸病毒71型究竟是怎麼侵犯人體的？

目前利用小鼠模式所得到的可能途徑是：腸病毒71型經過飛沫傳染或食物污染進入腸道內，開始在腸道細胞繁殖，一方面釋放病毒顆粒到血液中，經由血液的帶送擴散到全身，另一方面則利用腸病毒71型也喜歡感染肌肉細胞跟神經細胞的特性，擴大感染到四肢肌肉及中樞神經，侵犯到四肢肌肉時，可能會產生肌肉麻痺及抽慉的症狀，入侵到中樞神經的話就更嚴重了，尤其是腦炎及因為神經系統的破壞間接或直接造成肺部水腫都是相當致命的。

順便提一下，這樣的模式其實很多都是點跟點之間的證據，然後串起來的線則是學者的推論。譬如把腸病毒灌入小鼠體內後，在感染的一天、兩天、五天...取出身體各部分組織，然後偵測裡面的病毒量，或多或少可以猜測病毒是怎麼走的，而這種猜測的過程，也正是科學研究的有趣之處吧！而感染症學更迷人的地方在於你研究的對象是個小病毒，病毒也是個有機體，有時你還不得不承認病毒好像也會思考，思考著尋找最適合繁殖的路徑跟環境，加上生物體內的免疫系統就像個訓練有素的小群集，窺看這兩者之間的角力互鬥，甚至是出人意料的共存也都是非常有趣的事情。

如果對於腸病毒71型的傳播途徑有興趣的人不妨可以參考這篇文章。
Chen CS et al. (2007) Retrograde axonal transport: a major transmission route of enterovirus 71 in mice. Journal of Virology 81(17):8996-9003
以下為連結
http://jvi.asm.org/cgi/content/full/81/17/8996?view=long&pmid=17567704

影片連結

2007-10-12T01:58:00.000-07:00

1.
RNAi動畫

2.

關於本部落格

2007-10-12T01:27:00.000-07:00

hi 各位好
如果各位有新發表
或是一些文章可以分享
歡迎貼在這個部落格
就是你的部落格有一份這邊也可以在這邊分享再貼一份

也許看起來會比較熱鬧些...
謝謝大家支持!

對了大家可以測試貼一下...

關於部落格目標

2007-10-11T18:40:00.000-07:00

1. 連結生科人部落格的平台
2. 當作bbs看板的WWW介面
3. 成立特定專業領域共同部落格

可以參考的範本是nature reports 的形式..

先大概這樣囉

PTT 統合生命科學研究院建構中

2007-10-07T00:40:00.000-07:00

來自於批踢踢實業坊 biotech 看板

目前此看板為以下各站 biotech板轉信

1. 批踢踢實業坊
2. 不良牛
3. 陽明大學神農坡（暫停轉信中）
4. 清大生科小站
5. 交大生科勁公園
6. 中央生科
7. 無名小站
8. 嘉義大學新綠園
9. 成大夢之大地
10. 中興生科
11. 慈濟蔚藍海岸
12. PTT3

等