打針（injection）不會痛即將實現？

作者：ChatGPT

大家一定都討厭打針。我記得自己小的時候，因為每次去小兒科診所就是打針，結果我不得不經過診所時，都會特別繞出去，想辦法離得越遠越好。

打針不止很痛，為了衛生與安全的考量，針頭與針筒都只能用一次。用後還得消毒、丟棄。平常常規的兒童疫苗注射也就算了，但最近這一波COVID-19疫情，消耗的針頭與針筒的數量有多少呢？根據Our World in Data、世界衛生組織（WHO）、維基百科，全球為了COVID-19，已經接種了約13.53億劑COVID-19疫苗。

這麼多的針頭和針筒，對地球所造成的生態負擔也是極大的。如果可以不用針筒注射，應該就可以避免這些吧？當然，如果可以不痛，會更好！

在2023年12月4日於澳大利亞雪梨的聲學2023會議上，來自牛津大學的鄧恩-羅勒斯（ Darcy Dunn-Lawless）發表了一項研究：使用超音波注射疫苗。他們的研究顯示，疫苗可以通過超音波透過皮膚傳遞。這種方法不但不會損壞皮膚，且消除了使用會讓人疼痛的針的需要。

為了創造無針疫苗，研究團隊先將疫苗分子與微小的杯狀蛋白混合。然後，他們將液體混合物應用於小鼠的皮膚，並將其暴露於超音波下 - 就像用於超音波掃描的那樣 - 大約一分半鐘。

一開始，超音波將混合物推入皮膚的上層，蛋白的形狀使得充滿疫苗的氣泡形成。隨著超音波不斷擊打皮膚，這些氣泡破裂並釋放疫苗。氣泡破裂還「順便」清除了一些死皮細胞，使皮膚更加透氣，允許越來越多的疫苗分子穿透。

針劑將疫苗分子推入皮下肌肉層，而超音波技術僅將疫苗傳遞到皮膚的上層。但鄧恩-羅勒斯表示，這個更淺的過程對免疫來說是足夠的。

在對小鼠的測試中，研究團隊發現，雖然超音波方法傳遞的疫苗分子比傳統針劑少700倍，但動物卻產生了更多抗體。研究團隊表示，小鼠沒有表現出疼痛的跡象，且它們的皮膚也沒有可見的損傷。抗體產量增加可能是因為皮膚中的免疫細胞比肌肉中的多，但研究人員仍在研究中。

澳大利亞雪梨大學的凱特·愛德華茲表示，無針疫苗可以降低一些人接種疫苗的門檻，但需要更多有關該方法在人類中安全性的數據，以便廣泛使用。（筆者：一分半鐘好像有點太久了，這樣打疫苗要等更久...）

關於新疫苗方法的可靠性仍有疑問。鄧恩-羅勒斯表示，皮膚內的氣泡破裂可能是不可預測的 - 它可能不均勻地釋放疫苗分子或釋放不可預測的量。希望未來這個技術可以成真，而且最好是30秒內就可以完成，這樣無痛打針的夢想就真的實現了。

參考文獻：

Karmela Padavic-Callaghan. 2023/12/4.Ultrasound can push vaccines into the body without needles. New Scientists.

創傷與悲傷不同，腦區也不一樣

 

作者：ChatGPT

在電影裡，很常看到在呈現創傷後壓力症候群（PTSD）病人，當他 被某些事件引發他回憶起他的創傷事件時，他會出現非常痛苦的反應。這在真實世界也是一樣的，但是，究竟這些創傷事件是否真的對患者是不一樣的？

最近的研究發現，創傷後壓力症候群患者對創傷性和悲傷的自傳式記憶在大腦中的表現，的確是有差異的。

在發表於《自然神經科學》（Nature Neuroscience）的研究報告中，研究團隊比較了 PTSD 患者對於自己的創傷性記憶、悲傷記憶，以及平靜正面記憶的反應。

研究團隊招募了28位 PTSD 患者參與了功能性磁振造影（fMRI）掃描，在掃描期間他們聆聽與自己的創傷、悲傷或平靜經歷相關的錄音。這些記憶被分別製成約 120 秒的錄音片段。

研究者使用了文字嵌入（word embedding）技術來分析語言內容的相似性。這個技術可以量化不同敘述間語義的距離。他們發現，創傷性和悲傷性敘述在語義空間中形成了重疊的群組，而平靜的敘述則在不同的部分。

為了確保結果的準確性，研究團隊進行了多項控制分析。這包括檢查聲音刺激的低層次聲學特性是否影響了結果，以及比較不同條件下海馬區的神經活動是否有差異。這些分析確保研究結果不是由這些潛在因素所影響。

研究結果顯示，創傷性記憶與悲傷記憶在海馬區的神經表現有明顯差異。對於悲傷記憶，語義相似性與神經相似性呈正相關，但在創傷性記憶中卻沒有這樣的關聯。此外，研究也發現杏仁核在處理這兩種記憶時並沒有顯著的語義與神經連結。至於後扣帶皮質（PCC），在處理這兩種記憶時也未顯示出與語義內容有關的神經模式。

這項研究的結果表明，創傷性記憶在大腦中的表現與一般悲傷記憶不同。尤其是在海馬區的神經活動方面，創傷性記憶似乎具有獨特的特徵。這項發現有助於我們更好地理解 PTSD 和記憶處理之間的關係。

參考文獻：

Perl, O., Duek, O., Kulkarni, K.R. et al. Neural patterns differentiate traumatic from sad autobiographical memories in PTSD. Nat Neurosci 26, 2226–2236 (2023). https://doi.org/10.1038/s41593-023-01483-5

論文出版以後有多少人看？

 

作者：ChatGPT

身為在大學任教的科普作者，我還有另一個任務就是幫我任教的大學寫推廣科普。

我自己是覺得這個任務蠻有趣，畢竟可以瞭解同仁們都在做什麼，有些人研究的東西真的是遠遠超出我能理解的範圍，還好現在有AI可以幫忙，不然我還真的沒辦法寫。

但是也有同仁完全不認同科普這個概念。不認同的可以分成好幾種，有些是一開始就很乾脆的拒絕，告訴我沒必要；有些則是完全不回信；也有的是覺得用科普的形式來介紹他的研究是不恰當的，因為科學是嚴肅的，不應該這樣表達。

所以，我就想來看看到底期刊論文出版後會有多少人看。

在自己google無果後，我請我可愛的「助理690」幫忙查，然後他告訴我：

「PlosOne 的統計數據提供了一個非常粗略的指導，表明每篇文章的平均閱覽量大約是每年800次」

但是他附的連結裡面引用的PlosOne連結已經失效了。

然後他引用了一篇Smithsonian的文章，裡面提到「大約50%的學術論文僅被作者、審稿人和期刊編輯閱讀。此外，據報導，約90%的學術論文從未被其他論文引用」但是這篇文章裡面引用的連結已經失效了。

好吧，既然是Smithsonian的文章，我們就相信它。

後來我想想，那麼有多少期刊論文在出版後會被引用呢？

於是我再度上網查了一下。

這次我查到一篇2015年的部落格文，裡面說如果有被引用一次，就已經很厲害了。事實上，在被引用的文獻中，只有24%是被引用十次或以上的。

另外還查到一篇論文，裡面提到引用其實很看學術類別的，有些類別如一般內科、周邊血管病、細胞組織工程、過敏症和演化生物學，引用次數多於文章數；而細胞組織工程、男性學（andrology）和數學心理學被引用的次數是其文章數的三倍以上。真驚人。但是數學、護理、宗教、歷史、人文和文學中，引用次數則顯著少於文章數。

好吧，寫了這麼多，到底我想說什麼？

其實絕大部分的民眾是不會去看學術論文的，因為太難懂了。科普的任務就是要把難懂的東西變得比較容易懂，在轉化的過程中難免會有不盡如人意的部分。

但如果想要多一點人對你做的事感興趣，甚至進一步說，認同你的貢獻，或許「科普」就是不得不做的事吧。

參考文獻：

Rose Eveleth. 2014/3/25. Academics Write Papers Arguing Over How Many People Read (And Cite) Their Papers. Smithsonian.

Patience GS, Patience CA, Blais B, Bertrand F. Citation analysis of scientific categories. Heliyon. 2017 May 10;3(5):e00300. doi: 10.1016/j.heliyon.2017.e00300. Erratum in: Heliyon. 2019 Mar 20;5(3):e01243. PMID: 28560354; PMCID: PMC5446096.

皮膚利什曼病（Cutaneous leishmaniasis）為什麼不會痛？

 

皮膚利什曼病。圖片來源：維基百科

利什曼病（leishmaniasis）是一種由寄生蟲（利什曼原蟲，Leishmania）引起的疾病，常見於熱帶和亞熱帶地區，主要通過過被稱為沙蠅（sandflies）的昆蟲叮咬傳播。利什曼病可以分為幾種不同的類型，包括皮膚利什曼病（Cutaneous leishmaniasis, CL）、黏膜利什曼病和內臟利什曼病，其嚴重程度和症狀因受感染的利什曼原蟲種類及感染部位的不同而異。皮膚利什曼病會出現皮膚潰瘍、黏膜利什曼病皮膚、鼻子上會出現潰瘍、內臟利什曼病則從皮膚潰瘍開始，後來會發燒、紅血球數量下降，以及肝脾腫大。內臟利什曼病又被稱為黑熱病。

皮膚利什曼病有一個特殊的現象：儘管患者的皮膚會出現嚴重的損傷，但他們卻幾乎不感到疼痛。科學家們對這個現象感到好奇，於是進行了深入研究。他們使用了小鼠為模型，將牠感染L. mexicana。研究團隊對小鼠進行代謝物體學分析，發現了一些特定的抗痛覺的代謝途徑被活化，包括嘌呤代謝物（如黃嘌呤、次黃嘌呤和肌苷）的增加，這些物質通過作用於腺苷受體、抑制TRPV1通道和促進IL-10的產生而展現出抗炎和鎮痛的性質。

此外，研究還發現另一種化學物質——花生酸在感染部位的含量也增加了。花生酸是內源性大麻素（如阿納米特 Anandamide 和2-花生酸甘油酯）的代謝物，這些大麻素也能透過作用於大麻素受體1和2以及TRPV1通道來產生抗炎和鎮痛效應。

這項研究不僅揭示了利什曼病疼痛感缺失的可能原因，還提供證據顯示在L. mexicana感染過程中，小鼠的一些代謝途徑被上調，這些途徑在分子層面上已知具有抗痛覺效應，這可能解釋了受感染個體為什麼會經歷這種無痛的現象。然而，這些與鎮痛相關的代謝物的生物活性仍需在適當的實驗模型中得到驗證。這項研究也為未來的治療方法提供了新的思路。但是，要確定這些發現在人類身上是否同樣有效，還需要進行更多的研究和實驗。

參考文獻：

Greta Volpedo, Timur Oljuskin, Blake Cox, Yulian Mercado, Candice Askwith, Nazli Azodi, Matthew Bernier, Hira L. Nakhasi, Sreenivas Gannavaram, Abhay R. Satoskar. Leishmania mexicana Promotes Pain-reducing Metabolomic Reprogramming In Cutaneous Lesions. iScience, 2023; 108502 DOI: 10.1016/j.isci.2023.108502

為什麼同性戀基因一直存在？

 

圖片：ChatGPT

在我們的社會和自然界中，同性性行為（SSB）是一個常見現象，但從進化的角度來看，它似乎是一個謎。一般而言，進化會促使那些有助於繁衍後代的特徵得以保留，而SSB在表面上看似與此相悖。然而，最近由Zietsch等人於2021年發表的研究發現了一個驚人的解釋。

這項研究使用了來自英國生物銀行（UK Biobank）的數據，涵蓋約500,000名參與者，他們出生於1934年至1971年間，年齡在評估時介於37至73歲。研究團隊從414,751名通過基因資料品質控制並回答了與性行為相關問題的參與者中獲得數據。這些數據包括兩個方面：一是與異性有性行為的對象的總數，二是同性性行為（SSB）的經歷。最終，研究中使用了162,183名男性和196,243名女性的數據來分析與異性性伴侶的數量相關的現象，以及188,825名男性和220,170名女性的數據來分析同性性行為的經歷。

研究團隊通過分析基因數據發現，雖然SSB自身可能不直接增加個體的生殖機會，但與SSB相關的基因在僅與異性交配的人（OSB）中實際上可能提供了某種交配優勢。

根據分析結果，發現同性性行為（SSB）與一些性格特質有關，特別是開放性（openness to experience）和冒險行為（risk-taking behaviour）。這些性格特質與SSB之間存在正的相關性。

數據顯示，開放性在男性和女性中與SSB的基因相關性分別為0.135和0.312，而冒險行為在男性和女性中與SSB的基因相關性分別為0.224和0.402。這些發現顯示，與SSB相關的基因變異也可能與個體的開放性和冒險行為特質相關。

這意味著，即使這些基因促使一部分人表現出SSB行為，它們也可能在其他人身上產生正面的生殖效果，從而在人群中被保留下來。

這項研究不僅挑戰了我們對性行為進化的傳統理解，也為SSB在自然界廣泛存在提供了一個合理的解釋。它提醒我們，自然和進化是複雜且多面的，並非所有行為都能直接從其表面的生殖價值來理解。

參考文獻：

Zietsch, B.P., Sidari, M.J., Abdellaoui, A. et al. Genomic evidence consistent with antagonistic pleiotropy may help explain the evolutionary maintenance of same-sex sexual behaviour in humans. Nat Hum Behav 5, 1251–1258 (2021). https://doi.org/10.1038/s41562-021-01168-8

探索味覺的秘密 - OTOP1 離子通道與氯化銨的味道

 

瑞典的鹹甘草糖。圖片來源：維基百科

氯化銨（NH₄Cl）是一種我們生活中常見的化合物，它有著獨特的味道，通常被描述為苦、鹹和微酸的結合。這種味道對許多人來說可能有點令人反感，但在某些文化中，像是斯堪的納維亞，添加了氯化銨的甘草糖果（鹹甘草糖，salty licorice）卻非常受歡迎。

科學家們最近發現了一種稱為OTOP1的離子通道，這個通道在我們的味蕾中扮演著重要的角色。味蕾是位於舌頭上的微小器官，負責感知食物的味道。OTOP1專門存在於一類呼叫「第三型味蕾細胞」（Type III TRCs）中，這些細胞主要負責感知酸味。

當我們吃到含有氯化銨的食物時，OTOP1通道會被活化，傳遞出信號。這個過程與其它味道的感知有所不同，因為氯化銨會與舌頭上的OTOP1產生特殊的化學反應。這種反應讓我們能夠感知到氯化銨特有的味道。

為什麼要感知氯化銨的味道呢？原來高氨血症（hyperammonemia）是會造成腦損傷、甚至可以致命的疾病，所以要避免吃太多含銨的食物當然是必要的。

科學家透過一系列的實驗觀察到，當去除了老鼠味蕾中的OTOP1通道後，它們對氯化銨的味道幾乎沒有反應。這個發現證明了OTOP1在感知氯化銨味道中的核心作用。

這項研究不僅幫助我們更好地理解味覺的工作原理，還可能對食品科學領域產生影響。了解不同食物成分如何影響我們的味覺，可以幫助我們開發出更符合人們口味的健康食品。

氯化銨與OTOP1的研究為我們揭示了味覺世界的一個小秘密。這種微妙且複雜的感知過程不僅增進了我們對基本生理機能的了解，也提醒我們即使是日常生活中最普通的事物，都蘊含著令人驚奇的科學奧秘。

參考文獻：

Liang, Z., Wilson, C.E., Teng, B. et al. The proton channel OTOP1 is a sensor for the taste of ammonium chloride. Nat Commun 14, 6194 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-41637-4

金黃葡萄球菌（S. aureus）為何會讓我們癢癢？

 

圖片來源：ChatGPT

皮膚癢是一種常見現象，它可能導致我們不自覺地搔抓，進而造成皮膚損傷，增加感染的風險。最近的研究發現，金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是導致這種狀況的重要原因之一。

金黃色葡萄球菌是一種常見的格蘭氏陽性細菌，它能夠分泌一種特殊的蛋白酶，稱為V8蛋白酶。研究發現，這種蛋白酶可以直接作用於我們神經細胞上的PAR1受體，進而引起皮膚癢感和隨之而來的搔抓行為。

V8是金黃色葡萄球菌的一種主要毒力因子，對角質細胞造成損害。V8蛋白酶被認為是一種絲氨酸蛋白酶，專門在麩胺酸之後進行切割，在某些情況下也能在天冬酰胺酸之後進行切割。對健康成人和異位性皮膚炎（AD）患者的皮膚進行了金黃色葡萄球菌的毒力因子分析，並在健康和AD皮膚樣本中檢測到sspA 的信息RNA（V8 mRNA）。幾乎所有的金黃色葡萄球菌菌株都包含sspA基因。

當金黃色葡萄球菌接觸皮膚時，V8蛋白酶能夠通過切割PAR1的細胞外N端來活化它，從而引發受體的活化，導致癢感。人們由於癢感而搔抓皮膚，這會進一步損傷皮膚，增加炎症和感染的風險。科學家通過實驗證明，抑制這種V8蛋白酶或其作用的受體PAR1，可以有效減少由金黃色葡萄球菌引起的皮膚癢感和搔抓傷害。

這項研究不僅幫助我們更好地理解皮膚癢感的成因，也為開發新的治療皮膚疾病的方法提供了可能。例如，針對V8蛋白酶或PAR1受體的藥物，如絲氨酸蛋白酶抑制劑TLCK或PAR1拮抗劑vorapaxar、SCH79797，都可以達成止癢的效果。這些藥物未來可能成為治療某些皮膚病，如異位性皮膚炎的有效方法。

總而言之，這項研究顯示了一條新的皮膚癢感和搔抓傷害的生物學途徑，為未來的皮膚疾病治療提供了新的思路和目標。

參考文獻：

Deng L, Costa F, Blake KJ, Choi S, Chandrabalan A, Yousuf MS, Shiers S, Dubreuil D, Vega-Mendoza D, Rolland C, Deraison C, Voisin T, Bagood MD, Wesemann L, Frey AM, Palumbo JS, Wainger BJ, Gallo RL, Leyva-Castillo JM, Vergnolle N, Price TJ, Ramachandran R, Horswill AR, Chiu IM. S. aureus drives itch and scratch-induced skin damage through a V8 protease-PAR1 axis. Cell. 2023 Nov 22;186(24):5375-5393.e25. doi: 10.1016/j.cell.2023.10.019. PMID: 37995657; PMCID: PMC10669764.