2016年1月27日 星期三

壽桃含工業色素Rhodamine B

農曆年節將至,北市衛生局在各大賣場、超市、傳統市場等地抽驗年節食品,結果在北投區「馥華精緻西點麵包店」販賣的壽桃被檢出含禁用的工業色素「Rhodamine B鹽基性桃紅精」。
Rhodamine B。圖片來源:wiki

Rhodamine B除了用在雷射印表機上以外,在研究上也常用。研究上主要於螢光染色試劑,在分枝桿菌(Mycobacterium,結核桿菌等)染色時也會用到。

在野外施放口服性狂犬病疫苗時,裡面也會加Rhodamine B,服用後的動物的鬍子與毛髮會染色。

除草劑裡面也會添加Rhodamine B,用來確認哪裡噴洒過。

雖然目前看起來沒有致癌性、致突變性(請參考它的物質安全資料表),但它不是衛生署核准的食用色素;當然就不能使用囉。

幸好業者僅用於製作單批24顆壽桃,經查閱相關訂單,研判目前沒有其他問題壽桃入消費者口中。

參考新聞:

2016/1/26. 陳燕珩。抽驗年貨 壽桃含工業色素。中國時報。

【科學閒聊】美女與野獸(Beauty and the Beast)是否就是尼安德塔人與克羅馬農人混血的證據?

有許多童話故事都有傳說為本,但這些傳說到底流傳多久呢?英國德倫大學(Durham University)的人類學家泰拉尼(Jamie Tehrani)與葡萄牙里斯本新大學(New University Lisbon)的民俗學者達席瓦(Sara Graça da Silva)使用生物學的技術來研究275個印歐故事, 從文法以及語音結構(grammatical and phonetical structure)進行研究,發現「鐵匠與惡魔」至少有六千年的歷史,而傑克與魔豆(Jack and the beanstalk)也有超過五千年的歷史了(1)。

而「美女與野獸」(Beauty and the Beast)與「侏儒妖」(Rumpelstiltskin)則有超過四千年的歷史。

根據維基百科的資料,「美女與野獸」第一次被寫成書應該是在十八世紀(1740)由法國小說家 Gabrielle-Suzanne Barbot de Villeneuve 寫入「年輕的美國與海洋的故事」(La Jeune Américaine et les contes marins),但不同版本的這個故事其實遍及全歐洲。

尼安德塔人。圖片來源:wiki
由於迪士尼的改編,相信大家對「美女與野獸」的故事都很熟悉了;但當筆者聽到這個研究時,卻忍不住想到,之前發現尼安德塔人與克羅馬農人混過血;是否這個故事在相當程度上呈現了這一部份呢?

怎麼說呢?看看上面的照片裡的尼安德塔人,他與現代人長得相差很多。尼安德塔人在最後一個冰河期出現,為了度過冰河期,他們有大鼻子(使空氣溫暖,以免冰冷的空氣凍傷了肺部)、高高的眉骨(擋住風雪)、深凹入的眼眶(與眉骨搭配保護眼睛)、濃密的毛髮、壯碩的身形(下圖)、加上有限的溝通能力...是不是有些像「野獸」呢?

尼安德塔人的全身復原模型。圖片來源:wiki
因此筆者猜想,是否美女與野獸與尼安德塔人和克羅馬農人混血有關?找過資料以後發現,雖然我們的基因裡面有百分之一到四的尼安德塔人基因,但這些基因都在細胞核裡面,粒線體基因的分析顯示我們與尼安德塔人的粒線體之間,並沒有相似之處。不過,哺乳動物的粒線體是母系遺傳,因此這也只證明了男性克羅馬農人與女性尼安德塔人之間所產生的後代,沒有留下任何蛛絲馬跡而已(2)。

不過,尼安德塔人大約在三萬九千年前滅絕...當然還要考慮到印歐語的歷史。根據筆者手邊找得到的資料,印歐語大約在六、七千年前發源,既然研究團隊是分析印歐傳說,所以在這之前的紀錄,即使有,也不會被列入囉?

筆者不是演化人類學家,只是根據一些科學證據、加上自己的胡思亂想...但其實也蠻有趣的!

參考文獻:

1. Sara Graça da Silva, Jamshid J. Tehrani. 2016. Comparative phylogenetic analyses uncover the ancient roots of Indo-European folktales. Royal Society Open Science. DOI: 10.1098/rsos.150645 

2. Matthias Krings et. al., 1997. Neandertal DNA Sequences and the Origin of Modern Humans. Cell. doi:10.1016/S0092-8674(00)80310-4

2016年1月23日 星期六

穿戴式裝置紀錄你的「心碎時刻」

最近這些年,穿戴式裝置大為流行;小米手環、Apple watch等等,很多都強調可以幫你監控你的健康狀況,不過,對於寇比(Koby Soto)來說,穿戴裝置記錄下了他的「心碎時刻」。

寇比在那天中午接到男友要求分手的電話。接下來的一整天,他都試著讓自己忙碌、不去想中午發生的事...直到晚上,當他輾轉反側時,他打開了他的穿戴式裝置的檔案,看到自己的「心碎時刻」被忠實地記錄了下來。


原本心跳是每分鐘72下,在接到分手電話之後,跳到每分鐘88下;接著整天心跳都很快,最高達到118下。

雖然我們認為「心」應該不只是「心臟」,但是當情緒有很大的波動的時候,心臟的功能的確會受到影響;這讓我想到這學期帶的一組高中生做的實驗。

在實驗裡,他們安排一個人聽歌、另一個人唱歌或是用音響放歌曲;這兩個人可以是互相認識或不認識。然後,測量聽歌的人聽歌前後的心跳變化。

結果發現,異性對著你唱歌,會使聽歌的人的心跳加快,而音響放歌或是同性對著同性唱歌都看不出有什麼變化。

可見,我們的「心臟」應該不只是個運送血液的器官而已....

參考文獻:

2016/1/22. Lauren Said-Moorhouse. Fitbit captures exact moment man's heart breaks. CNN.

2016年1月14日 星期四

阿茲海默症(Alzheimer's)是否會傳染?

從1958年到1985年,有一群人(大部分是兒童)因為接受了生長素的治療而感染了狂牛症。這些生長素的來源來自於屍體的腦下垂體;在發現以後,由屍體中萃取生長素做為生物製劑的作法馬上就喊停了。但是,已經大約有三萬人接受了這樣的治療,而到目前也已經有450個人因此而感染了狂牛症。

最近,在解剖這些病人時,研究團隊在八個病人中,發現其中有四位的腦部都出現了阿茲海默症的病變。這些人的大腦灰質,出現了β-類澱粉體(Amyloid β)。

β-類澱粉體的沈積。圖片來源:Nature
由於這些病人的年齡介於36到51歲之間,沒有可能產生老年性阿茲海默症;因此研究團隊檢查他們的基因體,看看是否有基因缺損造成遺傳性阿茲海默症的可能。結果是,這些病人的基因體中,並不存在著APOE ε4或是其他相關基因的突變。

這個發現,顯示了這四位病人的阿茲海默症,可能是由於使用來自屍體的生物製劑導致;但畢竟四個人的樣本數太小、要追蹤他們究竟是否使用同一批號的生物製劑也很困難。不過,過去在小鼠與猴子上的研究,的確發現只需要一點點的β-類澱粉體當作「種子」,就可以引發一連串的變化,產生類似阿茲海默症的症狀。

當然,這種傳染的途徑,與我們通常說的「傳染」是不一樣的;但若是接受生物製劑會有造成傳染阿茲海默症的風險,或許未來在其他應用到來自人體的生物製劑的治療時,事前的篩檢要更小心?以目前來說,應該還是益處大於風險,但持續進行追蹤研究,來釐清這部分的風險,應該是未來需要作的。

本文版權為台大科教中心所有,其他單位需經同意始可轉載。)

2016.1.28 更新:最近(2016)瑞士發表了一篇研究報告,報告中他們解剖了七名因為接受硬腦膜(dura matter)移植而被傳染了狂牛症的病患,也發現其中有五名病患的大腦灰質與血管出現了β-類澱粉體(Amyloid β)。

與年齡相近的21名死於狂牛症、但未曾接受過硬腦膜移植的病患相比,這21名病患都沒有找到β-類澱粉體;與先前的結果對照,這意味著透過生物製劑或器官/組織移植傳染阿茲海默症的風險是存在的。

雖然樣本數還是不夠多,不過還是值得提高警覺的。

參考文獻:

John Collinge, Sebastian Brandner et. al., 2015. Evidence for human transmission of amyloid-β pathology and cerebral amyloid angiopathy. Nature. doi:10.1038/nature15369

Diana Kwon. 2015/9/9. Evidence for Person-to-Person Transmission of Alzheimer's Pathology. Scientific American.

Swiss Med Wkly. 2016;146:w14287

2016年1月7日 星期四

燒傷可以使白色脂肪組織轉變為棕色

皮下白色脂肪組織。圖片來源:wiki

燒傷的病人需要比一般人多攝取40%的卡路里,其中有一部份固然是為了復原,但也有一部份是為了保溫。

為什麼呢?因為大面積燒傷後,失去了皮膚的屏障,病人便會有失溫的危險;為了防止失溫,燒傷的病人會啟動肌肉以及棕色脂肪組織(brown fat tissue)的產熱作用(thermogenesis),保護自己免於失溫。

所謂棕色脂肪的產熱作用,是將原本要用於產生能量(ATP)的氫離子(H+)直接經由棕色脂肪特有的產熱蛋白(UCP1)送回粒線體。如此,氫離子所攜帶的能量全部用於產熱,大量的熱能便釋出了。

UCP1(圖下方紫色橢圓)的作用機制。圖片來源:wiki

棕色脂肪的產熱作用,對嬰幼兒的體溫維持非常重要;正常狀況下,成人的體溫也有一部份來自於它。當然,大面積燒傷後,體溫的維持便需要棕色脂肪的大力支持了。

但是,成人的棕色脂肪組織只有數百克,主要集中在鎖骨周圍與頸部,如何能產生足夠的熱呢?德州大學(University of Texas)的研究團隊收集了42名兒童與6名成人燒傷病患的組織進行研究後發現,在燒傷初期(一週內)的病人,的確是依靠肌肉與原本的棕色脂肪組織產熱;但是從第二週開始,病人的皮下白色脂肪組織(subcutaneous white adipose tissue,sWAT)便開始慢慢轉為棕色脂肪組織,加入產熱保溫的行列。

圖片來源:Cell Metabolism
這些病患都是大面積燒傷的患者,兒童平均有54%的總體表面積(TBSA,total body surface area)燒傷,且平均約有37%的總體表面積為三度灼傷。大人則有69%的總體表面積燒傷,其中有64%的總體表面積為三度灼傷。兒童有31位男性、11位女性,成人則有4位男性、2位女性。同時也徵求了19位志願者(10位兒童、9位成人)做為控制組。

皮下白色脂肪組織則分別在燒傷後5天到一週內,以及一週以後直到離開加護病房前採集。結果發現,燒傷病患的皮下白色脂肪組織,在燒傷一週後開始出現細胞變小,以及UCP1產熱蛋白(thermogenin)表現量升高的現象,顯示皮下白色脂肪組織正在慢慢轉變為棕色脂肪組織。

UCP1產熱蛋白不是唯一在燒傷病患的皮下白色脂肪組織中表現量升高的蛋白質,另外還有檸檬酸循環的檸檬酸合成酶(citrate synthase)的表現量也逐步升高,代表皮下白色脂肪組織已經由單純的脂肪儲存組織轉變為燃燒脂肪產熱的棕色脂肪組織;同時,棕色脂肪的組織標記ZIC1也出現了。所有的這些轉變,都意味著皮下白色脂肪組織已經逐漸地轉變為棕色脂肪組織了。

為什麼燒傷會使皮下白色脂肪組織轉變為棕色脂肪組織呢?研究團隊認為,可能與燒傷後腎上腺素(epinephrine)與正腎上腺素(norepinephrine)分泌上昇有關。過去的研究發現,齧齒動物長期暴露在低溫環境下,會使牠們的(正)腎上腺素分泌增加,從而使皮下白色脂肪組織轉變為棕色脂肪組織。雖然長期低溫環境並不能使人類皮下白色脂肪轉變為棕色脂肪,但是低溫僅能使人的(正)腎上腺素分泌微量上昇。

相對的,在人類的燒傷病人的研究上卻發現,燒傷後一週,腎上腺素的分泌上昇了10倍,而正腎上腺素的分泌上昇了6倍;且維持了至少三週。或許低溫無法使人體的皮下白色脂肪轉變為棕色脂肪,反而燒傷才能,正是因為(正)腎上腺素濃度提升的程度不同。

最近這些年,研究如何使皮下白色脂肪轉變為棕色脂肪,已經成為熱門的題目。為什麼呢?因為減肥最難減的就是皮下白色脂肪!雖然這篇研究主要是針對燒傷病患,但如果能夠在一般的狀況下,使(正)腎上腺素提高到可以使我們的皮下白色脂肪組織轉變為棕色脂肪組織,減肥就易如反掌了不是嗎?畢竟每個人身上頂多只有幾百克的棕色脂肪,但卻都有十幾到幾十公斤的皮下白色脂肪呢!

本文版權為台大科教中心所有,其他單位需經同意始可轉載)

參考文獻:

Sidossis L.S. et. al., 2015. Browning of subcutaneous white adipose tissue in humans after severe adrenergic stress. Cell Metabolism. http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2015.06.022

2016年1月6日 星期三

DMSO:曾經的「百服寧」?

DMSO。圖片來源:wiki

二甲基亞碸(DMSO,dimethyl sulfoxide),在實驗室裡工作的人大概都聽過它的名字;一般來說,它是作為一種極性非質子溶劑。有些藥品一定要先溶在DMSO裡面以後,才能溶解在水裡。

不過,有誰知道一開始它曾被認為可以治療種種疼痛呢?

DMSO的發現可以回溯到一百五十年前,俄羅斯科學家查伊采夫(Alexander Zaytsev)從硫酸鹽製漿法造紙的副產物中的二甲基硫醚(dimethyl sulfide)反應而成。目前工業上多半都是以二甲基硫醚、氧氣與二氧化氮共同反應產生。

據說,第一個發現它的用途的人是在奧瑞岡健康科學大學(Oregon Health Sciences University)的史丹利‧雅各醫師(Stanley Jacob)。在1961年時,他在器官移植中心工作,正在找尋可以保存器官的液體;當他發現DMSO能夠很快速的進入組織,但組織看不出有損害後,DMSO很快就成了焦點。

雖然一開始的發現可能是如此,但DMSO卻曾經一度被認為可以治療頭痛、四肢疼痛、耳朵痛以及感冒。當時許多醫師對它非常感興趣,但因為在實驗動物的結果出現問題,以及在1965年的十一月,有一位女士因為對DMSO過敏而死亡,造成聯邦食藥署(FDA)在五十年前的今天--1966年一月六日--決定終止對DMSO的測試。

不過,雖然DMSO不再受到當年的重視,但它也並不就只是實驗室藥品櫃中的溶劑而已。在美國,目前它仍用於治療間質性膀胱炎(interstitial cystitis);在英國,它被用於溶解治療帶狀疱疹的藥劑。

順鉑。圖片來源:wiki

雖然有說法認為DMSO可以治療癌症,但由於它會使某些化療藥物(如順鉑,cisplatin)失去活性,因此DMSO可以在聯邦食藥署的「消費者應避免的偽治癌藥物」清單( “fake cancer ‘cures’ consumers should avoid.”)中找到。

但是,還是有人相信它有療效,因此,筆者在網路上找到「DMSO資訊網」,上面還有購買的資訊呢...

參考文獻:

Maya Muir. DMSO: Many Uses, Much Controversy. DMSO Information Center.

2016/1/8. 50 years ago, a promising agent pulled. ScienceNews.

Swanson BN. 1985. Medical use of dimethyl sulfoxide (DMSO). Rev Clin Basic Pharm. 5(1-2):1-33.

Wikipedia. Dimethyl Sulfoxide.