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【回顧月】台灣頂尖研究

【回顧月】台灣頂尖研究

台灣雖面積不大,在過去的幾十年來仍為生命科學圈帶來許多新銳的突破。在 2017 年 6 月中的主題「台灣頂尖研究」中,Investigator 為讀者帶來了一些過去二十年中台灣生物研究的頂尖成果,其中包含 B 型肝炎治療、果蠅腦科學、藥物基因體學以及水稻基因體定序的發展與研究,本篇文章希望再讓讀者重新回顧這些主題,再次檢視這些台灣生命科學領域的重要成就。

在國內十大死亡原因中,慢性肝病、肝硬化或是肝癌往往榜上有名,而病毒型肝炎常是造成這些肝病的元凶,其中病毒型肝炎又以 B 型肝炎(Hepatitis B virus, HBV),其與國人健康有著密不可分的關係。目前 B 型肝炎的檢測常以 B 型肝炎表面抗原(Hepatitis B surface antigen, HBsAg)作為重要的感染指標,而治療策略為干擾素,與核苷(酸)類似物(Nucleos(t)ide analogues, NAs),目的為抑制肝炎病毒的反轉錄。打擊肝炎除了治療病人本身,亦須從多方面著手。在「消除B型肝炎病毒:一項可能的任務?」一文中,提到台灣的臨床研究發現抗病毒藥物核苷(酸)類似物 tenofovir disoproxil fumarate(tenofovir DF)能有效改善 B 型肝炎母體垂直感染的問題。由目前流行病學研究來看,目前治療方法雖能減緩慢性 B 型肝炎病患肝硬化的時間,卻無法完全消除肝癌的發生率,故仍需相關研究投入,提出更好的療程以造福全球的 B 型肝炎患者 [1]。

台灣在果蠅的腦神經科學也擁有非常前端的研究,其中江安世院士,透過解析果蠅學習與記憶的分子機制與神經網路,希望找出和人腦的相似性來幫助腦科學研究。在「果蠅腦處理長期記憶的新發現」一文中,提到了江院士團隊發表對於果蠅腦處理長期記憶的前瞻性研究 [2],研究發現在 DAL(Dorsal Anterior Lateral)神經元中的蛋白質合成在長期記憶形成扮演重大角色,而且只有在記憶提取(retrieval)階段時,阻斷 DAL 神經元的訊息傳導才會損壞長期記憶,此發現提供記憶形成重要模型,為了解腦神經迴路提供更為深入的研究。而在 2015 年江院士團隊發展的研究中,更進一步地利用網路科學的理論與量化方法建立果蠅大腦的神經圖譜,從神經運作單元對於四種感官(視、聽、嗅、觸覺)與運動單元的模組(module)化分工,以及這些運作單元對於子模組(sub-module)神經元的階層性,到神經元間的訊息流動,此研究提出果蠅與哺乳類大腦在網路結構部分的相似性,有助日後的跨物種腦科學的比較與理論建構。

藥物基因體學(pharmacogenomics)近年在台灣也有很不錯的研究成果,透過了解遺傳基因和藥物代謝免疫反應的關係,有助於了解預測藥物對於患者的潛藏性危險,對龐貝氏症 (Pompe disease) 治療有重大貢獻的陳垣崇院士,其實驗團隊在這塊領域也有很多前瞻性的研究 [3]。利用臨床數據及基因分析發展量化方法,提供抗凝血藥物法華林(Warfarin)臨床上藥量使用的參考依據,或是找出治療癲癇病藥物卡巴氮平(Carbamazepine)所引起的不良反應—史蒂芬斯-強森症候群(Stevens-Johnson syndrome)與基因標記 HLA-B*1502 的關聯性,這些發現都有助預測藥物對患者的潛藏危機。在藥物過敏反應的研究中,長庚及陽明大學的研究團隊也對於台灣、日本、馬來西亞的受眾進行全基因體分析,找出抗癲癇藥物Phentytoin與病患基因差異不同程度過敏反應的關係,這項發現將有助於臨床開立這項藥物前的過敏篩檢,以期達到抗癲癇藥物的最佳選擇效果。

另外在國際水稻定序計畫 [4] 中,目的要解析世界許多人口仰賴其為主食的水稻,希望能藉由研究糧食的遺傳性狀幫助未來作物改良的成果,臺灣的研究團隊主要負責水稻第 5 號染色體,其成果達成了 99% 以上的定序覆蓋率,在解開水稻的基因體序列有顯著貢獻。這樣的結果能幫助我們更加瞭解單子葉植物的基因組成,也為基因工程、演化遺傳奠下良好基礎,並有助提升產出的質量與穩定性。

在資源有限的環境中,這些團隊仍然還是盡心不懈的研究,才能造就這些頂尖的學術發現以及應用價值,雖然生命科學的研究在台灣仍然有需多困難需要克服,但我們仍然看到許多優秀的研究與技術持續在這座島嶼上發展,指引出台灣未來生命科學的方向。

參考資料:

1. http://goo.gl/tFnrFj [原始研究論文]

2. https://goo.gl/JLrRSS [原始研究論文]

3. https://goo.gl/958RUa [原始研究論文]

4. https://goo.gl/8mTWGX [原始研究論文]

圖片來源:https://goo.gl/ejL4qB [原始研究論文]

撰文│蔡京庭
審稿│張彥安

About the author

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蔡京庭

作者畢業於台灣化學系,即將在今年秋季赴美就讀史丹佛化學系博士班。
希望透過本身的化學背景,用淺顯的文字,將生物科學結合生活,讓科學變得不再那麼遙遠,並運用在日常生活中。