甜蜜素導致兒童血癌？

甜蜜素（Sodium cyclamate）在這篇文章（http://goo.gl/FA36sR，截圖如上）裡被認為是導致兒童白血病的元凶，它真的有這麼恐怖嗎？

甜蜜素在1937 由伊利諾大學（University of Illinois）的研究生Michael Sveda發明。當時Michael Sveda試圖合成退燒藥，卻發現了甜蜜素。

甜蜜素與白血病（血癌）沒有關連。過去的研究曾發現甜蜜素與糖精（saccharin）合用可能會導致大鼠膀胱癌，但後續的研究又認為甜蜜素、糖精並不具致癌性。目前的研究頂多發現甜蜜素與男性生殖功能較有相關性。

筆者剛才到美國國家醫學圖書館（NCBI-PubMed）搜尋了「sodium cyclamate carcinogenic」，得到24篇文章，都是針對人工甘味（artificial sweetners）可能的致癌性進行討論。最新的文章是2004年，也就是說，近代已經沒多少人在討論了。

倒是最近有些研究發現，人工甘味會導致我們對胰島素的耐受性下降，這可能會在未來導致糖尿病。

甜蜜素是一種非營養性合成甜味劑，甜度約為蔗糖的30倍，優點是甜味好，後苦味比糖精低，成本較低；但是它也很容易使用過量。2010年在台北的一次食品抽查發現，市面上有三成的蜜餞甜蜜素過量，最高的為容許量的20倍。

內容農場的東西少看，對健康有益。

脊椎動物在野外也會無性生殖！

一般來說，動物的無性生殖（asexual reproduction）多半出現於較原始的生物；脊椎動物在過去，只有在圈養的狀況下出現無性生殖的情形。在2002年底特律的Belle Isle水族館的雌性點紋斑竹鯊（Chiloscyllium punctatum）生了七個未受精的卵，其中四顆孵化，兩條雌性鯊魚順利地長大。

點紋斑竹鯊。圖片來源：wiki

在這個事件之前，其他無性生殖（或者更正確地說，孤雌生殖parthenogenesis）的脊椎動物都沒有產下健康的後代。有紀錄的，除了這兩條鯊魚以外，都無法活超過三天。

但是，最近紐約Stony Brook University的研究團隊，在研究一種瀕臨絕種的節齒鋸鰩（smalltooth sawfish，Pristis pectinata）時，發現大約有百分之三的族群，來自於孤雌生殖。

節齒鋸鰩是生活於美國佛羅里達州的大型魚類，最長可達7.6公尺。在2003年，由於牠的數量降低到1900年時的百分之一到五，被列入瀕危物種。

節齒鋸鰩。圖片來源：wiki

由於牠的數量如此之少（估計大約僅剩200條），研究團隊由2004年開始，在佛羅里達州的Caloosahatchee河、和平河（Peace River）以及萬島區（Ten Thousand Islands Regions）監控牠們的數量與族群多樣性。研究團隊捕捉、取樣與標記每一條節齒鋸鰩，在這十年間總共收集了190條的樣本，放大16個衛星位點，分析這190條的基因型。

分析的結果發現，大部分的節齒鋸鰩之間，並不存在著親屬關係；雌雄的比例也大致相當（1.12比1）；但其中有七條的基因型很接近。STORM軟體分析顯示牠們可能是近親，其中有五條是在同一個地點（和平河）抓到的，牠們的大小也都差不多，可能都是2011年出生的姊妹（全部都是雌性）。

這個發現引起了研究團隊的注意。畢竟，在過去的最高紀錄是四條，而且一條在生下來不久後就陣亡了；剩下的三條只有兩條長到成人，一條在15個月時又跳缸。更不用提過去的這些都是在圈養狀況下出生的，而這次的是在野外。

過去，對於脊椎動物的孤雌生殖究竟是怎麼發生的，有不同的看法。其中一種（第一種機制，見下圖左）看法認為，在卵子形成的過程中，第一次的減數分裂後，兩個卵母細胞再次融合，接著進行第二次的減數分裂，產生雙套的細胞；另一種看法（第二種機制，見下圖右）則認為，在卵母細胞完成兩次減數分裂後，兩個卵細胞融合形成雙套的細胞。由於染色體的聯會（synapsis）只發生在第一次減數分裂之前，因此第二種機制被認為遺傳多樣性較低。

孤雌生殖可能的機制。圖片來源：wiki

由於這七條節齒鋸鰩中，有五條的遺傳分析結果顯示牠們親緣關係非常地接近，極可能是由第二種孤雌生殖的機制所產生的個體，而牠們又都健健康康的；因此，研究團隊認為，或許孤雌生殖並不是那麼不普遍，可能在較小的族群中經常發生。畢竟，當族群的數量下降到一定的程度時，找到配偶的難度相對提高，但繁殖（留下DNA）是生物的本能，在這樣的狀況下，孤雌生殖雖然不是理想的方式，但也總比絕種要好得多。過去之所以沒有發現，可能只是因為沒有特別去留意族群中的基因多樣性罷了。畢竟，以分子生物學的技術來進行族群分析，並不是一件廉價的事；而相關的技術也並不一定能應用在每一種動物身上。或許其他在世界各地研究瀕危動物族群的研究團隊，可以利用這個發現去進行相關的研究，了解孤雌生殖發生的頻率是否比我們過去想像的要高或低。

（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：

Kevin A. Feldheim, Demian D. Chapman, Doug Sweet, Sea´N Fitzpatrick, Paulo A. Prodohl, Mahmood S. Shivji, and Bob Snowden. 2010. Shark Virgin Birth Produces Multiple, Viable Offspring. Journal of Heredity 2010:101(3):374–377. doi:10.1093/jhered/esp129

Allie Wilkinson. 2015/6/1. Sawfish spawn without sex. Nature News.

Andrew T. Fields, Kevin A. Feldheim, Gregg R. Poulakis, Demian D. Chapman. 2015. Facultative parthenogenesis in a critically endangered wild vertebrate. Curr. Biol. 25（11）：R446-R447

猩猩為什麼吃土？

圖片來源：PLOS ONE。

從烏干達的首都坎帕拉到默奇森瀑布國家公園（Murchison Falls National Park）的路上，會經過Budongo森林。這片森林裡，過去有許多桃花心木，也居住著許多猩猩。這些猩猩，過去食物中八成是水果與樹葉，其他兩成是花、樹皮、昆蟲與肉。

最近這些年，這些猩猩們開始吃土、喝泥水、以及用嚼爛了的鐵莧菜屬（Acalypha）植物沾泥水放在嘴裡吸。而且，牠們並不是什麼土都吃的。猩猩們特別會去吃某一棵大樹下的土，那裡的土質與大部分Budongo森林的土質不同。大部分Budongo森林的土是紅棕色的，而那株大樹下的土顏色比較淺而帶灰色。同時，牠們喝的泥水也是來自於同樣土壤。

於是有一些科學家們就開始對猩猩吃土這件事感到好奇了。猩猩當然不是錢花光了才吃土，如果是那樣，牠們吃土會有個週期。事實上，猩猩在2005年之前並不常吃土。2005年以後，吃土的猩猩慢慢多了起來；到2012年以後，猩猩吃土變成了一種常態。

在這些年，猩猩的飲食有什麼變化呢？比對以前的紀錄，研究團隊發現，之前猩猩常吃的一種棕櫚樹（Raphia farinifera）不見了。

Raphia farinifera。圖片來源：wiki

棕櫚樹去哪兒了呢？原來是附近的菸草農夫把棕櫚樹給砍去捆菸草了。原本猩猩會吃腐爛中的棕櫚，但這些年都吃不到了；而就在差不多這時候，猩猩們開始吃土、喝泥水。

所以，是否腐爛的棕櫚枝葉提供了什麼養分呢？還有，那些土裡面，是否提供了什麼猩猩需要的養分呢？最後，腐爛的棕櫚枝葉中所提供的養分，是否與土裡面的養分是相同的呢？

於是，研究團隊收集了猩猩愛吃的黏土、用鐵莧菜屬植物沾泥水的土、以及森林中的其他土壤；黏土坑裡的泥水、其他土坑裡的泥水、河水來比較它們之間的養分是否不同。除此之外，由於猩猩也會吃白蟻巢穴的土，所以他們也收集了白蟻巢穴的土。

比較的結果發現，最有營養的土應該要首推用鐵莧菜屬植物沾泥水的土，含有高量的鉀、磷、鈣、鐵、錳、鎂；另外，白蟻巢穴的土也不遑多讓，除了鈉離子極低以外，其他金屬離子的含量都很高，尤其鐵與鋁的含量竟達一般土壤的十倍以上。至於猩猩愛吃的黏土，則呈現鈉離子極低而鋁離子很高的現象，代表這些黏土可能是高嶺土。當然，這些土的礦物質含量都高過森林中其他地區的土。而泡過黏土的水，礦物質的含量也高過泡過森林中其他泥土的水，當然也比河水的礦物質含量高出許多。

分析的結果，猩猩們吃最多的黏土，礦物質含量雖然比一般的土高，但也不是那麼的「營養豐富」；至少與沾過鐵莧菜屬植物的土、以及白蟻巢穴的土差多了。那麼，為什麼還要吃土呢？缺錢嗎？研究團隊認為，猩猩們吃那些黏土，可能是為了口感。

研究團隊記錄了一百一十一次猩猩拿嚼過的植物沾泥水吸，其中有七十八次都是用鐵莧菜屬的植物，意味著猩猩在吸水用的植物種類的選擇上，是刻意的。用鐵莧菜屬植物來沾泥水的好處在哪裡呢？或許是因為這類植物所含的縮合單寧（condensed tannin）可以有助於黏土中所含的鐵被釋放出來。這一帶的猩猩有時會捕獵疣猴（colobus monkey），藉由吃疣猴肉來取得鈉與鐵。或許吸食用鐵莧菜屬植物沾取的泥水，做為補鐵妙方，可以讓猩猩們不需要這麼頻繁地去捕獵疣猴。打獵總是有風險的，筆者在「動物星球」（Animal Planet）頻道中看過猩猩打獵，總覺得風險也還是不小。

疣猴。圖片來源：wiki

除了補充鐵質以外，吃黏土也有解毒的功效。由於這些黏土的成分可能就是高嶺土，而高嶺土可以吸附許多毒素。猩猩日常吃許多樹葉與果實，難免也會吃到一些不太好的東西、有毒的成分，這時候，吃點黏土就可以幫忙解毒囉！

猩猩不是唯一當地會吃土的動物。當地的婦女在胃不舒服或懷孕時，也會吃黏土；疣猴也會吃黏土，甚至會喝自己的尿來把排泄出去的多餘的鈉再吸收回來。

所以，猩猩吃土可不是因為月底了，而是為了補充養分喔！

參考文獻：

Vernon Reynolds et. al., 2015. Mineral Acquisition from Clay by Budongo Forest Chimpanzees. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0134075

生吃蟾蜍可以治病？還是致命？

盤古蟾蜍（Bufo bankorensis）。圖片來源：wiki

中國四川省一名女子誤信吃蟾蜍可解毒、治療痘痘，某日，決定一口把蟾蜍吃下肚，不料，吃完不到一小時，就產生噁心、想吐等症狀，送到醫院時已意識模糊、不能正常說話。當地醫師說，病患送醫時有腹痛、心律不正等現象，檢查後，確定是吃蟾蜍中毒，立刻進行洗胃、心電治療，住進加護病房3天後，才康復出院。

蟾蜍的毒素來自於耳後腺（parotoid glands）以及皮膚，乾燥後稱為蟾酥（bufotoxin），內含30多種成分，依不同種類而有不同。

蟾酥為蟾蜍科動物中華大蟾蜍（Bufo gargarizans Cantor）或黑眶蟾蜍（Duttaphrynus melanostictus Schneider）的耳後腺和皮膚腺體的乾燥分泌物，主要產於吉林、山東、遼寧、江蘇等地，於夏秋兩季採收。蟾酥裡面的化學成分通常可以分為兩大類：強心苷（cardiac glycosides）與色胺（tryptamine），要炮製以後才能服用，有消腫解毒的效果，但是生吃只要一隻就足以致命。

簡單來說，除非你是段譽，否則不要想生吃蟾蜍還能活命。

新聞來源：

誤信吃蟾蜍消痘　女子險沒命

Wikipedia bufotoxin

棕色脂肪說：「熬夜使人胖！」

晝夜顛倒的生活會使代謝紊亂已經不是新聞了！相關的研究發現，輪班工作者經常因為生理時鐘受影響，導致代謝紊亂，最後造成肥胖、第二型糖尿病、心血管疾病等。而影響生理時鐘最大的因素是光。 一項由牛津大學研究團隊在2014年發表的大型研究也發現，夜間光照與肥胖之間呈現相關（1）；而生理時鐘基因缺損的小鼠，出現肥胖與胰島素阻抗（insulin resistance）（2）。但是，到目前為止，究竟夜間光照如何導致肥胖的機制，還不清楚。

棕色脂肪組織（brown fat tissue）是人體中消耗大量能量的組織之一。透過它的粒線體，棕色脂肪將原本燃燒三酸甘油酯（TG，triglycerides）所產生的能量全部轉換為熱能、進行所謂的「不發抖產熱」來調節體溫。

這是怎麼發生的呢？原本粒線體進行細胞呼吸（cellular respiration）的目的是產生能量（ATP）供細胞作功使用；但由於棕色脂肪中的粒線體多了UCP1蛋白（uncoupling protein 1，又稱為thermogenin，下圖紫色橢圓）：

UCP1（下方紫色橢圓）的作用機制。圖片來源：wiki

UCP1將電子傳遞鏈所運送的、原本要用於產生ATP的氫離子（H⁺）直接送回粒線體基質（mitochondrial matrix，米色區塊），於是氫離子中所含的能量全部轉換為熱能，成為我們的體溫的一部份。

由於棕色脂肪組織消耗相當多的能量，而過去又發現交感神經（sympatheic nervous system）連結到棕色脂肪組織；於是在荷蘭的研究團隊便決定來看看過多的光照是否會影響棕色脂肪組織的活性（3）。

他們將小鼠分成三組，第一組是白天黑夜各12小時；第二組是16小時光照、8小時黑夜；第三組則是24小時光照。結果發現，雖然三組吃一樣的食物、體重也都差不多，但是24小時光照組的白色脂肪量（以gWAT，性腺白色脂肪組織，來計算）比12小時組的多了兩成（16小時組的白色脂肪量則介於兩者之間）。

讀者可能會說，會不會24小時組的老鼠吃得比別人多？事實上，研究團隊發現24小時組的老鼠，活動力比其他兩組要差，吃得也比其他兩組少。所以，這一組的老鼠的白色脂肪比別人多，並不是因為吃得多的關係。

而研究團隊進一步使用同位素標定的脂肪（油酸，oleate）與葡萄糖來觀察棕色脂肪的活性。結果發現，24小時組的老鼠，在幾個不同部位的棕色脂肪組織都出現了脂肪與葡萄糖攝取降低的現象；但是牠們的肝、心與肌肉對這些養分的攝取並沒有降低。

在更進一步的實驗中，研究團隊發現在24小時光照組的老鼠，牠們的棕色脂肪組織合成正腎上腺素（norepinephrine）的能力下降了。由於交感神經主要是透過腎上腺素來調節組織的活性，因此研究團隊又做了一件事：將連往棕色脂肪組織的交感神經切除。

切除以後的老鼠體重上昇了、棕色脂肪組織的活性下降了，但有意思的事情是，即使給牠們24小時光照，切除交感神經的老鼠的棕色脂肪組織的活性並沒有再進一步降低。這顯示了，光照對於棕色脂肪組織活性的影響，是透過交感神經系統來調節的。

看到這裡，讀者朋友可能會覺得，好，我們知道光照會影響棕色脂肪組織的活性，進而使我們肥胖、甚至發展出第二型糖尿病、心血管疾病；但對於輪班工作者來說，上班怎麼可能不開燈呢？所以這樣的研究對他們來說又有什麼用？

或許對於輪班工作者來說，是真的無可奈何（除非放棄工作）；但如果單考慮棕色脂肪組織的話，似乎可以將工作環境的溫度調低，對於提高它的活性有一定程度的幫助。而對於一般人來說，這個研究結果意味著睡覺的時候不開燈，可以維持棕色脂肪組織的活性，對我們的健康是有益的，不是嗎？

（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：

1. Emily McFadden et. al. 2014. The Relationship Between Obesity and Exposure to Light at Night: Cross-Sectional Analyses of Over 100,000 Women in the Breakthrough Generations Study. American Journal of Epidemoiolgy. doi: 10.1093/aje/kwu117

2. F.W. Turek et. al. 2005. Obesity and metabolic syndrome in circadian Clock mutant mice. Science. 308（5724）：1043-1045.

3. Sander Kooijman et. al., 2015. Prolonged daily light exposure increases body fat mass through attenuation of brown adipose tissue activity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. doi: 10.1073/pnas.1504239112

狩獵/採集族群的腸道菌真的跟我們不一樣嗎？

過去有研究認為，回到狩獵/採集族群的飲食方式（paleo diet，多樣、少量的攝食方式）對我們是有好處的；真的有好處嗎？

最近普朗克研究所（Mas Planck Institute）對居住在秘魯、巴西一帶的Matsés 族的腸道菌進行研究發現，最大的不同在於他們的腸子裡面有螺旋體（Treponema）！

Matsés 族人。圖片來源：wiki

由於Matsés 族可說是世界上碩果僅存的幾個狩獵/採集族群，要如何跟他們進行互動，巴西政府有很多規定。但是要研究人（不管是人的什麼），一定要對方「知情同意」（informed consent）才行。雖說腸道菌的研究只需要收集大號，再由其中分析細菌的組成就好；但知情同意這個步驟還是不可少。因此，為了要取得對方的知情同意，幾位人類學家給了Matsés 族一堂簡單的微生物學課程，還讓他們看了顯微鏡下的細菌...顯然課程很成功，因為其中一位Matsés 族人問研究團隊，這些腸子裡的微生物是否就是讓他小時候可以喝奶，長大後卻不能再喝的「兇手」呢（嗯...可以這麼說啦！）？

研究團隊比較了 25名Matsés 族人（捕獵猴子、樹懶、挖掘野生塊莖維生）與 31名居住在 Tunapuco（安地斯高原）的馬鈴薯農夫（種植馬鈴薯、吃天竺鼠、豬、羊、乳酪），以及 23名居住在 Norman的學校教職員（吃加工食品：罐頭水果、蔬菜、肉）的腸道菌。

三個族群的腸道菌分析結果。圖片來源：Nature Communications

結果發現，Matsés 族人以及Tunapuco農夫的腸道菌相比住在Norman的學校教職員豐富多了（見上圖）；而前兩個族群的腸道菌中都出現了螺旋體（Treponema），不過不是會導致梅毒的螺旋體喔！研究團隊將Matsés 族人的腸道菌中的螺旋體進行進一步分析的結果，發現這些螺旋體與存在於豬的腸道菌中，負責協助碳水化合物代謝的Treponema succinifaciens非常相似（16S 核糖體RNA序列分析結果有90~99%的相似度）。而居住在Norman的學校教職員的腸道菌中則根本沒有螺旋體的蹤跡。

由於過去的研究也曾在坦桑尼亞的Hadza族以及其他靈長類腸道中發現螺旋體，而這個發現再次提示了，螺旋體本來是存在於我們的腸道中，在人類學會了種田以後，不知何時（或許是我們開始大量攝取加工食品的時候？）螺旋體就跟我們分道揚鑣了。由於螺旋體也出現在Tunapuco的馬鈴薯農夫體內，而這些農人們還是維持著吃菜比吃肉多、少加工食品的飲食型態；因此研究團隊認為，都市化、工業化的族群因為多吃加工食品、少吃蔬菜水果，使得螺旋體永遠離開了我們，也使得我們腸道的菌相變得不再多元了。

但是，是否失去了螺旋體，以及其他許許多多的細菌們，就是造成現代人類有這麼多跟腸道相關的自體免疫疾病（如克隆氏症Crohn’s disease）呢？這是後續需要繼續進行研究的部分，或許未來可以將這些螺旋體列入腸道疾病的微生物療法中，不過筆者想，即使我們服用了這些螺旋體，如果飲食組成沒有改變，這些螺旋體大概很快就會跟我們說掰掰，然後我們又要肚子痛、拉肚子了。唉！

（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：

Ann Gibbons. 2015/3/25. Ancient bacteria found in hunter-gatherer guts. Science Now.
A.J. Obregon-Tito et. al., Subsistence strategies in traditional societies distinguish gut microbiomes. Nature Communications. doi: 10.1038/ncomms7505

腸道菌相也會隨著晝夜節律改變

圖片來源：wiki

因為地球自轉週期的關係，我們的生活有了晝夜之分；晝夜節律（circadian rhythm）影響我們各方面的生理功能。

哺乳動物的晝夜節律主要是由BMAL1、CLOCK這兩個活化蛋白以及PER（PERIOD）與CRY（CRYPTOCHROME）這兩個抑制蛋白來調節。

過去對於腸道菌相（intestinal microbiota）的研究，主要在生活型態以及飲食；例如，狩獵採集族群的腸道菌與都市族群不同、素食動物與肉食動物的腸道菌相不同等。最近開始有越來越多的研究發現，疾病（如嚴重燒傷）也會造成腸道菌相的改變，而2014年的兩篇研究發現，生物時鐘對於腸道菌相也有影響。

最近，來自賓州的研究團隊，研究小鼠（C57BL/6，如圖）的腸道菌相發現，小鼠腸道中的細菌在晚上11點最多，早上7點最少；這個晝夜變化的節律，在母鼠比在公鼠要明顯。

仔細分析之後發現：以整體菌相（relative abundance）來看，主要腸道菌Bacteroidete與厚壁菌門（Firmicutes）這兩類，各自有不同的節律。其中，Bacteroidete在晚上11點以及早上11點較多，早上7點最少。而厚壁菌門在早上3點與7點較多，晚上11點最少。變形菌門（Preteobacteria）則看不出節律性的變化。

研究團隊除了分析整體菌相之外，也分析了整體菌量（absolute abundance）。以整體菌量來看，小鼠的腸道菌在晚上11點時最多，早上7點時最少。

厚壁菌門在整體菌相上呈現了晝夜節律的變化，但如果以整體菌量來看，就沒有節律性了。相對的，變形菌門如果以整體菌相來看是沒有晝夜節律的變化的，但以整體菌量來看，就呈現了節律變化，而且雄性較雌性明顯。

當研究團隊把BMAL1基因剔除（knockout）以後，腸道菌的晝夜節律就消失了。仔細分析發現，BMAL1基因剔除的小鼠的腸道菌相，產生了一些變化，而這些變化使得晝夜節律消失。例如，Bacteriodete的節律消失，是因為主要的兩屬S24-7以及Prevotella都減少了，而Bacteroidales、Rikenellaceae以及Rikenella都增加了；而厚壁菌門的節律消失，則是因為Clostridiales、Clostridiaceae以及Peptococcaceae等屬都增加，但Allobaculum與Lactobacillaceae減少了。

類似的現象，也在其他時鐘基因Per1/2剔除的小鼠中發現。究竟晝夜節律是如何影響到腸道菌相的改變，還需要更多的研究。

參考文獻：

G.A.FitzGerald et. al., 2015. Rhythmicity of the intestinal microbiota is regulated by gender and the host circadian clock. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. doi/10.1073/pnas.1501305112