生物化學 科學報導

十月月末結尾文– 生物的新陳代謝 Metabolism

  儘管秋意十足的十月已悄悄結束,但在該月的新陳代謝專題系列報導中,我們陸續介紹了代謝反應相關的研究(延伸閱讀:10月主題介紹 – 生物的新陳代謝 Metabolism),讓我們一起來回顧這些涵蓋許多主題的文章!

  在免疫學方面,Dr. Christopher J. Halbrook 團隊探討了代謝和抗藥性的關聯性,發現巨噬細胞能透過代謝反應,使癌細胞能夠抵抗胰臟癌藥物  Gemcitabine,顯示巨噬細胞在腫瘤的進展中扮演著協助的關鍵角色(延伸閱讀:藥物競爭—巨噬細胞代謝物協助癌細胞抵抗化療);Dr. John Wherry 團隊透過研究發現組蛋白乳酸化能促進該處基因的表現量,而被組蛋白乳酸化修飾的巨噬細胞,會由發炎性轉向非發炎性,對於生物體內之代謝物和生化反應間的複雜互動有更多認識(延伸閱讀:組蛋白乳酸化-推動發炎性巨噬細胞趨向組織修復性);Dr. Luke A. O’Neill 團隊則發現巨噬細胞受革蘭氏陰性細菌表面脂多醣 (lipopolysaccharide, LPS) 刺激而啟動發炎程序後,LPS 可刺激 RNA 調控、免疫和代謝等作用之蛋白質的丙二醯化,對於代謝-轉譯後修飾-免疫反應之相關性更加了解(延伸閱讀:GAPDH 丙二醯化-不只是 Internal Control-巨噬細胞促進發炎的關鍵);Dr. John Wherry 團隊以代謝角度進一步探討免疫檢查點 (immune checkpoint) PD-1,發現調控免疫檢查點可改變細胞內的代謝狀態、提高 T 細胞的積極毒殺功能,進而達到更好的治療疾病效果(延伸閱讀:細胞能量不足?! 免疫檢查點 PD-1 在 T 細胞代謝與耗竭中的功能性角色)。

  不少人關心的體態維持和間歇性斷食也有十足介紹,前者指出老化過程中、皮下白色脂肪中的脂質轉換都會減少,保持體重之際需同時考量脂質貯存速率的降低(延伸閱讀:為何年紀越大,體態越來越難維持了?);後者則介紹間歇性斷食(alternative day fasting, ADF)不僅能降低總體熱量攝取,還能透過改變身體對代謝物的使用、進而在各種指標中顯示健康的趨勢,然而欲採用斷食方案者仍須在醫師和營養師建議下進一步規劃(延伸閱讀:挨餓的健康?健康的挨餓?—間歇性斷食對人體健康的影響)。疾病方面,我們回顧了磷酸肌醇 3-激酶 (Phosphatidylinositol 3-kinases,PI3Ks) 和癌症、糖尿病間的關聯,增加 PI3K 的活性可改善周邊組織的胰島素敏感度,抑制 PI3Ks 訊息傳遞則可抑制癌細胞生長(延伸閱讀:PI3Ks 在糖尿病和癌症的角色);Dr. Inhee Mook-Jung 團隊研究微膠細胞的能量代謝差異、模擬阿茲海默症患者腦部發炎情境,試圖活化其 mTOR-HIF-1α 路徑、恢復功能,為攻克阿茲海默症帶來一線可能的曙光(延伸閱讀:阿茲海默症 — 微膠細胞能量代謝路徑轉換的缺失)此外,Dr. Joseph Moran 重新回顧檸檬酸循環的演化過程,發現鐵離子扮演的重要催化角色,或許在現代生醫研究中,更多的無酵素反應值得我們關注(延伸閱讀:蛋白質出現以前:鐵離子催化檸檬酸循環)。

  總結來說,十月的多篇報導對代謝反應如何演化和涉及免疫、疾病機轉有諸多著墨,然而生物體內複雜的代謝過程依舊有許多待解之謎;當我們更加了解這些生化路徑如何彼此關聯和影響時,相信在治療疾病和探究生命奧妙的道路上能有更多發現和成果。

圖片說明:Metabolism network of Mus musculus. 圖片來源:Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes

撰文|吳冠廷
審稿|蔡宗霖

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吳冠廷

現為陽明醫學系四年級( 111 級)學生,就讀學碩合一的醫學系 B 組;曾領導 2017 年陽明 iGEM 團隊並獲得金牌,重建、主導並規劃 Entropyspace 亂度空間諸多活動與訪談文撰寫,期盼建立一個讓醫學生研究者得以自由交流的平台。目前在陽明大學光電所準備碩士學程,持續撰寫部落格、學習電腦科學和邏輯學,對生物資訊學和電腦視覺辨識感興趣。希望加入 The Investigator Taiwan 後,能認識不同領域的朋友和高手,讓自己有更多學習跟成長的機會。

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