生物科技

溶瘤病毒(Oncolytic Virus)與癌症的治療

溶瘤病毒(Oncolytic Virus)與癌症的治療
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

溶瘤病毒(Oncolytic Virus)是一種能偏好感染並溶蝕腫瘤細胞的病毒。溶瘤病毒只針對腫瘤細胞而不影響正常組織的特性顯然可應用於癌症的治療,目前已經發展了幾種類型的溶瘤病毒療法(oncolytic virotherapeutics),包括直接以溶瘤病毒破壞癌細胞,或者修飾病毒做為專一性載體,將表現抗癌蛋白的基因攜入癌細胞中。

目前已經發展下列幾種類型的溶瘤病毒:

基因掃描與DNA檢測(Genetic Screening and DNA Test)

基因掃描與DNA檢測(Genetic Screening and DNA Test)
臺北市立松山高級中學生物科莊雪芳老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

一種生物的基因體(genome)是指該生物染色體上所有的遺傳物質,其大小常採用鹼基對的數目來表示。蛋白質體(proteome)則是指一個基因體的全部蛋白質產物及其表現情況。許多基因經過轉錄和轉譯作用後,產生的蛋白質不只一種,其原因主要有兩點:一是單一基因在轉錄成mRNA時發生選擇性剪接,導致有不同的外顯子組合,因而產生不同的蛋白質。另一是轉譯後的蛋白質經修飾,使得蛋白質有更多不同的結構和功能,故蛋白質體比基因體要複雜多了。此外,人類基因體的 30 億個鹼基中,大約每個 100 到 300 個鹼基就可能出現一處單一核苷酸(A、T、C、G)發生變異,因而使得 DNA 序列也隨之改變,稱為單核苷酸多型性(single nucleotide polymorphism,SNP)。因此,個體間 DNA 的構造雖然非常相似,但微觀下其差異卻非常大,導致了個體間顯著的差異。人類基因體解碼後,發現不同個體間的序列極為相似,其中僅有 0.1% 的差異,此些微的差異決定了每個人的身高、膚色、體型等各方面的差異,也決定了我們的體質是否容易罹患某些疾病等不同特點。

體外人工受精(In Vitro Fertilization, IVF)

體外人工受精(In Vitro Fertilization, IVF)
臺北市私立文德女子高級中學生物科鄭雅文老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

體外人工受精(In Vitro fertilization, IVF),俗稱試管嬰兒。對於不孕症的治療,這是一項有效的醫療技術,其安全性大致上為醫學界和大多數的不孕症病患所接受,適用對象為無法自然懷孕的夫妻,包括:(一)女方經檢查證實兩側輸卵管都阻塞或切斷,以及患有子宮內膜異位症而導致不孕者。(二)男方每毫升精液之精子數約一千萬隻,活動力在20-40%的不孕症患者。(三) 夫妻雙方的生殖系統及功能,經醫學檢查後未發現明顯異常的不明原因不孕症患者。(四)經連續進行多次人工授精仍告失敗者。試管嬰兒目前已經成為一種常規的醫療技術。

生物晶片(biochip)—下

生物晶片(biochip)—下
國立台灣大學師範大學生命科學系曾信豪碩士生/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

請按此連結,參閱「生物晶片(Biochip-上)」

生物晶片的技術是源自於1975年Edwin Southern所研發的雜合反應(hybridization),即是以具有螢光或放射線所標定的探針(labeled probe)與固體附著物上的單股DNA做氫鍵結合之互補反應。並將此反應應用在許多實驗技術上,例如南方墨點法(southern hybridization)、北方墨點法(northern hybridization)、螢光原位雜合技術(fluorescence in situ hybridization, FISH)以及DNA晶片,都是利用雜合反應的原理所衍生的技術。最早的生物晶片是在1980年由Caras及Janata所發明的盤尼西林檢測晶片(Penicillin sensor),即是利用β-內醯胺酶(β-lactamase)來水解盤尼西林產生盤尼西林酸(Penicilloic acid),盤尼西林酸接觸到酸鹼感應膜時,會產生電位改變的訊號,利用不同的電位訊號的輸出量即可推知原盤尼西林的總量。

生物晶片(biochip)—上

生物晶片(biochip)—上
國立台灣大學師範大學生命科學系曾信豪碩士生/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

生物晶片(biochip)的發展是使目前生醫研究能迅速發展的主要研究工具之一,對於基因調控、新藥開發、疾病分類及疾病診斷等,提供了一個新的研究平台。

圖一、生物晶片是一種利用微型電子技術將大型的分析儀器微小化的微型裝置。

生物晶片是一種利用微型電子技術將大型的分析儀器微小化的微型裝置。將巨分子(macromolecules),例如DNA、抗體、酵素等,以微陣列(microarray)的方式並搭配化學共價結合或物理性吸附的方式,將其高密度並精準的固定在玻璃片、矽晶圓、尼龍薄膜或其他的微面積固體載體材料上,與待測物會發生專一性的生化反應,反應後的訊息可被感測器及時定量及輸出在電腦中,並使其連續化及自動化,這種結合微型的電子技術、微流體系統與生物技術的微型裝置即稱為生物晶片,具有快速、準確、低成本的生化分析檢驗能力(圖一)。目前生物晶片可應用在基因的調控、新藥的開發、疾病的分類以及疾病診斷等生物醫學的研究上,也因為這樣廣泛的應用價值,生物晶片被稱為是本世紀最重要的生醫研究工具。

胚胎幹細胞(Embryonic stem cell)育成視杯 (optic cup)

胚胎幹細胞(Embryonic stem cell)育成視杯 (optic cup)
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

胚胎幹細胞(Embryonic stem cells,簡稱ES細胞),是從初期胚胎內部細胞團中取得的未分化細胞。它們具有全能分化性(pluripotency),可發育成為人體的220多種細胞類型,但無法獨自發育成一個個體。

圖一、利用小鼠的胚胎幹細胞,成功地在試管中培養出胎兒型的眼睛視網膜組織-視杯。

科學研究與倫理審查委員會(Institutional review board,IRB)

科學研究與倫理審查委員會(Institutional review board,IRB)
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

科學研究除了實驗設計和檢證方法是否合理等基本要求之外,也有一些攸關倫理的規範,例如研究成果不可抄襲、捏造或竄改等。而且,科學研究本身並非目的,「增進人類福祉、改善生活品質」才是科學研究的最終目標,任何科學研究的目的都不應該與此最終目標相互衝突,研究過程中也不得造成違反此最終目標的傷害。在民主自由的社會中,任何科學研究都必須在不違背倫理規範的條件下進行,才能取得社會的普遍信任與支持。

丹參(Savia miltiorrhiza)與冠心病(coronary heart disease)的治療

丹參(Savia miltiorrhiza)與冠心病(coronary heart disease)的治療
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

丹參(Savia miltiorrhiza)一般稱為”丹蔘”,是唇形科鼠尾草屬的植物,其根可做為中藥。丹參另有多種別名,如赤參、山參、紫丹參、紅根、紅參,血參和血參根等。丹參最早記載於「神農本草經」中,該典將丹參列為沒有毒性的上品藥材。總結歷代本草藥典的記載,丹參的功能主要包括:祛瘀止痛,活血通經,清心除煩,擴張血管等。丹參一直是中醫的婦科良藥,又因為其具有祛瘀、活血的功效,所以也被看好具有應用於現代醫學治療心血管疾病的良好潛力。

血液透析及腹膜透析的比較

血液透析及腹膜透析的比較 (Hemodialysis and Peritoneal dialysis)
國立臺南第二高級中學生物科王昭均老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

血液透析是利用半透膜取代腎臟,過濾掉患者血液中廢物的方法,這種具有人工半透膜的儀器可比擬為「人工腎臟」,將血液及透析液分開,利用兩端的濃度差和壓力差進行物質交換,過程中利用水中溶質由濃度高往濃度低的地方移動,以達到兩邊濃度平衡,水分子經過半透膜時,可將水中的溶質一起攜帶通過膜,且在半透膜兩邊加壓,促使水分子加速過濾,這兩種壓力一種是血液端的靜脈壓,此為正壓,另一種則是透析液端的負壓,將體內過多的水分、無機鹽及含氮廢物等代謝廢物排除,這樣的過程即所謂的「洗腎」。

淺談組織工程(Tissue Engineering)-下

淺談組織工程(Tissue Engineering)-下
高雄市立瑞祥高級中學生物科李逸萱老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

貳、如何使幹細胞變成可用的細胞組織?-訊息因子(Signals)
當我們擁有幹細胞之後,還需要讓細胞分化成我們想要組織,因此我們需要給予一些物質作為誘導,如同魔術咒語一樣,這樣的物質我們稱為「訊息因子」。訊息因子能給予細胞一個適當的生長環境,讓細胞能夠分化增生成我們想要的組織,也能夠讓細胞遷移和貼附到細胞該去的地方。

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