尋找保護性的基因突變：為什麼有人不會得阿茲海默症?
長庚大學生物醫學系周成功教授
許多遺傳性疾病都是因為基因突變，造成蛋白質胺基酸序列改變，使得蛋白質功能喪失而得病。但有沒有人會因為攜帶了特定的基因突變，反而不容易罹患特別的疾病？找到這些保護性的基因突變，可以讓我們更瞭解疾病的成因，發展有效的預防或治療的藥物。透過大規模基因定序與病歷資料庫的分析，最近發現的確有些基因突變能保護老年人不容易得到阿玆海默症。
阿茲海默症又稱老年失智症，主要病徵就是認知和記憶能力逐漸喪失，它發生的機會與年齡成正比；過了65歲，每5年發病率會增加一倍。迄今仍無有效的治療方式。造成疾病確實的原因還不完全清楚，不過許多証據都指向一個蛋白：amyloid β precursor (APP)。APP是神經細胞上的一個膜蛋白，真正的生理功能並不清楚。它會被酵素切出一小段蛋白，稱作 β amyloid。β amyloid自己很容易聚集成塊。解剖阿茲海默症病人的腦子，會看到神經組織中有許多 β amyloid聚集的斑塊。β amyloid形成的斑塊是判定阿茲海默症一個重要標記。
1987年科學家發現早發性家族遺傳的阿茲海默症患者，帶了APP基因的特定突變，確立了兩者之間的關係。但從APP到 β amyloid的斑塊，是造成阿茲海默症的原因？還是病發後的結果，一直沒有定論。
雖然人老之後容易得阿茲海默症，但為什麼仍有許多老人完全沒有失智的困擾？會不會這些人帶著一些未知但會保護神經老化的基因？為了回答這個問題，冰島的科學家首先分析了1,795位冰島居民完整的基因組序列和就醫記錄，結果發現千分之五的冰島人身上APP基因第673個胺基酸會從alanine突變成threonine。接下來再用400,000名北歐人的檢體作全面的檢測，發現帶了這個APP基因突變的人與一般人相比，有5倍的機會活到85歲而沒有罹患阿茲海默症。
這個673胺基酸發生突變的APP蛋白比較不容易被酵素切出 β amylod！這個特性解釋了它的保護機制，同時也進一步証實APP產生 β amyloid是造成阿茲海默症的原因。對大多數正常人來說，可以減少 β amyloid的方法，就是去找可以抑制切割APP那個酵素活性的藥物。目前有好幾家藥廠正在發展這種酵素抑制劑，有的己經進入一期臨床實驗。
老年失智症的防火牆－基因突變
長庚大學生物醫學系教授周成功/長庚大學生物醫學系教授周成功責任編輯
許多遺傳性疾病都是因為基因突變，造成胺基酸序列改變，使得蛋白質功能喪失而得病。但有沒有人會因為攜帶了特定的基因突變，反而不容易罹患特別的疾病？找到這些保護性的基因突變，可以讓我們更了解疾病的成因，發展有效的預防或治療的藥物。透過大規模基因定序與病歷資料庫的分析，最近發現的確有些基因突變能保護老年人不容易得到阿玆海默症。
阿茲海默症又稱老年失智症，主要病徵就是認知和記憶能力逐漸喪失，它發生的機會與年齡成正比；過了65歲，每5年發病率會增加1倍。迄今仍無有效的治療方式。造成疾病確實的原因還不完全清楚，不過許多證據都指向1個蛋白：amyloid b precursor (APP)。APP是神經細胞上的1個膜蛋白，真正的生理功能並不清楚。它會被酵素切出一小段蛋白，稱作 b amyloid。b amyloid自己很容易聚集成塊。解剖阿茲海默症病人的腦子，會看到神經組織中有許多 b amyloid聚集的斑塊。b amyloid形成的斑塊是判定阿茲海默症1個重要標記。
亨丁頓舞蹈症（Huntington’s Disease）
臺北市私立文德女子高級中學生物科鄭雅文老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯
疾病發現者喬治·亨丁頓
亨丁頓舞蹈症為體染色體顯性遺傳導致的腦部退化疾病，患者的子女通常有1/2的機率會遺傳到該病，此疾病由美國醫學家喬治亨丁頓（George Huntington）於1872年發現，因而得名。
它的起因是第四對染色體內Huntingtin基因的CAG三個核苷酸序列大量異常重複，該異常基因 產物，會累積在神經細胞內，造成紋狀體部分的大腦神經細胞死亡。
依照發病年齡，可分為兩大類：第一類為成人或典型患者，通常發病年齡是在四、五十歲左右； 第二類為少年型患者，在二十歲以前就會發病，通常是Huntingtin基因的CAG三個核苷酸序列重複次數太多。
早發性阿茲海默症 (Early-onset Alzheimer’s Disease)（下）
臺北市立成功高級中學生物科王秀觀老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯
1995年由謝林頓 (Sherrington)發現位於人類第14號染色體上的早老素1基因PSEN1 (PS1)。
許多PS1突變已被研究驗證得知，此等基因突變與第三型家族遺傳型AD有關，通常患者在不到50歲就生病。研究得知，早老素1蛋白是組成類澱粉蛋白切割酶酵素複合體 (enzymatic complex)之其中一員，此酵素複合體可將類澱粉蛋白前驅蛋白（APP）切割出β類澱粉蛋白。
早發性阿茲海默症 (Early-onset Alzheimer’s Disease)（上）
臺北市立成功高級中學生物科王秀觀老師/國立臺灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯
澳傑斯特·狄特，愛羅斯·阿茲海默第一個報告的阿茲海默症病人。
阿茲海默症（Alzheimer’s disease，簡稱為AD）是一種神經退化性疾病，最早是由埃米爾‧克瑞培林 (Emil Kraepelin)確認其症狀，而阿洛伊斯‧阿茲海默 (Alois Alzheimer)則是在1906年首先發現此疾病的神經病理特徵。由於當時克瑞培林在精神疾病的神經病理研究已具有極崇高的地位，因此克瑞培林慷慨的單獨使用阿茲海默為此疾病命名。
年齡在65歲前即被診斷為阿茲海默症的病例，稱為早發性阿茲海默症(EAD)。
唐氏症（Down’s syndrome）簡介-下
桃園縣立幸福國中自然與生活科技領域陳美如老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
唐氏症在認知功能方面的缺陷與神經缺損：
每一個唐氏症患者的症狀及嚴重程度並不盡相同，研究上的困難在於許多影響唐氏症病徵表現的因素尚未完全明瞭，包括：基因本身的複雜度、基因的表現方式不 明、基因對人體構造功能的影響不盡明瞭、腦部神經迴路研究不充足、人體大腦各部位功能的瞭解不多、基因與環境的交互作用複雜、神經系統與環境的交互作用極 其複雜（治療方式、藥物、早療、養育方式、教育方式…）、細胞分子生物學機制有待研究、心智歷程的研究有待努力…。
唐氏症（Down’s syndrome）簡介-上
桃園縣立幸福國中自然與生活科技領域陳美如老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
唐氏症的發現史：唐氏症的發現與名稱的由來：
1866年，英國小兒科醫生John Langdon Down首次發表了這種病症，因為患者的眼睛細小、臉部較寬、五官不立體，看起來就像是蒙古人種（黃種人），所以一開始被稱為「蒙古症」，但是這個名稱不 僅帶有種族歧視而且也無實際意義，已被廢除。1956年J.H.Tjio與A. Levan發現人類的核型，1959年Jérôme Lejeune 發現所謂的蒙古症是因為21號染色體有三倍體的現象，1961年， The Lancet 首先使用了 Down’s syndrome 這個名詞，1965年，WHO正式定名為 Down’s syndrome 。
第21對染色體的三體變異現象。(圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Down_syndrome)
附基因調控（epigenetic regulation）與人類的遺傳疾病和癌症有關
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
附基因調控（epigenetic regulation）係指不改變核苷酸序列，而改變生物體表現型（phenotype）或基因表現的基因調控方式。換言之，非遺傳因子（non-genetic factors）引起的基因表現差異，就是附基因調控。多細胞生物具有細胞分化的現象，即每一個體細胞所含的遺傳物質是相同的，但是其基因表現卻不同，有些基因被活化而表現，有些卻被抑制而靜默，這便是附基因調控的結果。附基因調控機制包括DNA的甲基化（DNA Methylation）、組蛋白的乙醯化及去乙醯化、和甲基化（Histon acetylation/deacetylation & methylation）、以及微小RNA的表現（microRNA expression）等。
兒童多發性硬化症（Multiple Sclerosis）的遺傳風險因子
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
多發性硬化症 (Multiple Sclerosis , MS) 是一種中樞神經系統髓鞘（myelin sheath）破壞的慢性疾病。這些髓鞘破壞而脫失（脫髓鞘作用，demyelination）的區域，因為組織修復的過程中產生疤痕組織而出現大小不一的硬塊，而且新的硬塊可能隨著時間而陸續出現，所以稱為「多發性硬化症」。MS會造成神經訊號的傳導變慢，甚至停止，導致阻塞或延遲神經訊號的發出和接收，而影響肌肉協調能力。多發性硬化發生的部位不同，出現的症狀也有差異，如發生在大腦運動區，可能出現類似中風症狀；發生在大腦前額葉，可能出現類似憂鬱的症狀；發生在視神經時，可能造成視力減弱；發生在脊髓處，則使肢體行動無力，嚴重者會癱瘓，甚至死亡。引起MS的真正病因仍不清楚，一般認是自體免疫所導致，也就是說免疫系統將自身的髓鞘當成外來物質而加以破壞。個人體質或病毒都有可能促成這種免疫反應。