2024年12月24日 星期二

多運動可減緩阿茲罕默症 -- 運動賀爾蒙鳶尾素(irisin)

也許你知道運動有益大腦健康,可以減緩阿茲海默症,但你知道為什麼嗎?原來這和賀爾蒙鳶尾素有關。

🁢 鳶尾素是什麼?


鳶尾素是 2012 年時由 Boström 發現的,他們觀察到當基轉老鼠的肌肉表現較多的 PGC1α,牠們比較不會變胖和得糖尿病外,壽命也比較長,認為 PGC1α 應該促使肌肉分泌了某些東西,然後發現了穿膜蛋白 FNDC5 (Fibronectin type III domain-containing protein 5) 在被蛋白酶從頭尾兩端切割後,產生的中間約一百多個氨基酸長的片段(D32-E143)會被分泌到血液中,他們以希臘女神 Iris 幫它取名為 irisin。

除了肌肉會分泌鳶尾素,皮下脂肪細胞的分泌也是鳶尾素的主要來源之一,它可以刺激脂肪細胞活動,因此除了是運動激素(myokine),鳶尾素也是脂肪激素(adipokine)。

FNDC5: UniProtKB, OMIM

FNDC5

🁢 鳶尾素的功能有哪些?


Boström 他們發現不管人類還是老鼠,運動後都會產生鳶尾素。老鼠在跑了三個禮拜的輪子後,血液中的鳶尾素上升了 65%,人類在做了十個禮拜的耐力訓練後,血液中的鳶尾素增加了一倍。另外,鳶尾素表現較多的基改老鼠,就算不增加運動量或減少飲食,能量消耗還是有增加,體重還是有小下降,胰島素阻抗也有改善。

它的功能包括促使白色脂肪轉變成棕色脂肪,增加體內能量消耗,有助於減重,還有調控脂肪細胞中葡萄糖和脂肪的代謝。

除此之外,大腦的神經細胞和脊髓液 (cerebrospinal fluid, CSF) 也都發現有鳶尾素,可以促進海馬迴裡 BDNF 的表現,進而促進海馬迴(hippocampus)內的神經細胞生長。

🁢 鳶尾素和阿茲海默症的關係


Lourenco (2019) 的研究發現阿茲罕默症(Alzheimer's disease, AD)患者腦部海馬迴和脊髓液裡的鳶尾素表現量比有輕微認知功能障礙的(mild cognition impairment, MCI)和正常的要為低。另外,LBD (Lewy body dementia) 失智患者的 CSF 內的鳶尾素量也比較低,AD 和 LBD 患者血清內的鳶尾素量則和正常人沒明顯差別。

鳶尾素可改善老鼠的記憶力


接著,他們想知道 AD 是如何影響鳶尾素的表現。

他們把 AD 的致病蛋白 Aβ 加到培養的老鼠海馬迴細胞和人類的大腦皮質切片,結果發現細胞裡的 irisin mRNA 和蛋白表現量都減少了。在老鼠實驗中,他們發現被打入 Aβ 的老鼠,其腦部海馬迴中的鳶尾素表現量大為下降。而本身是 AD 基改老鼠的海馬迴裡,在牠們 13-16 個月大、腦部出現 Aβ 堆積癥狀的時候,鳶尾素表現量也是降低的,表示 Aβ 會影響腦內鳶尾素的表現量。

除此之外,為了了解鳶尾素在大腦的功能是什麼,他們敲掉了老鼠的 FNDC5,結果老鼠的腦神經活動 long-term potentiation (LTP) 和記憶力皆降低了。反之,增加老鼠腦部鳶尾素的表現量則可以挽回因打入 Aβ 而降低的記憶力。另外,他們也用病毒把 FNDC5 基因送進 AD 基改老鼠裡,讓其腦部可以大量表現鳶尾素,看能不能因此改善 AD 基改老鼠的表現,結果顯示鳶尾素可以增進 AD 基改老鼠腦部的 LTP 和其記憶力。

運動可改善阿茲海默症


接著,他們接著想知道運動是否能夠對 AD 有實質上的改善,是否能做為治療的一環。他們把 Aβ 打入老鼠 CSF 中後讓他們每天游泳一小時,一週游五天,連續游五個禮拜,看看運動是否能夠預防 Aβ 造成的記憶力衰退。結果顯示老鼠腦部海馬迴的鳶尾素表現不但沒有因為 Aβ 而降低外,老鼠的記憶力也沒有因之衰退。

鳶尾素降低 Aβ 的機制


之後(2023),麻州綜合醫院(Massachusetts General Hospital, MGH)的研究團隊利用老鼠的 3D 細胞模型,發現鳶尾素之所以可以降低 Aβ,是因為大腦的星狀膠細胞(astrocytes)會分泌腦啡肽酶(neprilysin),而腦啡肽酶會降解 Aβ,因此腦中腦啡肽酶增加的話,就可以減少 Aβ 堆積。除此之外,他們還發現星狀膠細胞上的鳶尾素受體是 integrin αV/β5,鳶尾素和 integrin αV/β5 的結合會會降低 ERK-STAT3 (signal activator of transcription 3)的訊息傳遞,進而促使細胞分泌腦啡肽酶,降低腦內的 Aβ。

🁢 總結


由此大概可以知道,Aβ 會使腦中的鳶尾素表現量減少,但是可以藉由運動增加鳶尾素的表現,促使細胞分泌腦啡肽酶,進而減少 Aβ 堆積。

雖說不太可能光靠運動就大為改善 AD,不過如果可以某種程度的減少 Aβ 對腦部的傷害也是不錯的,而且用腦啡肽酶來清除 Aβ 應該比用抗體來清的副作用小很多,至少是大腦裡本來就有的東西,感覺還是運動比較可靠,動起來吧大家~ XD


Article:

NNR / Exercise-linked Hormone Protects Memory in Mouse Models of Alzheimer's (Feb 2019)


Papers:

E Kim, H Kim, MP Jedrychowski et al. Irisin reduces amyloid-β by inducing the release of neprilysin from astrocytes following downregulation of ERK-STAT3 signaling. Neuron (2023) DOI: 10.1016/j.neuron.2023.08.012

MV Lourenco et al, Exercise-linked FNDC5/irisin rescues synaptic plasticity and memory defects in Alzheimer’s models. Nature Medicine (2019)

P Boström et al, Article | Published: 11 January 2012A PGC1-α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis. Nature (2012)


其他相關閱讀:【醫學研究】捲土重來的鳶尾素( Irisin)









2024年12月23日 星期一

因新冠疫情一躍而起的加拿大抗體公司 AbCellera

加拿大本土的生技公司不多,藥廠可說是沒有,更別說是溫哥華了。溫哥華的生技產業生態就是 UBC 的教授出來開公司,所以校內有一個叫 AdMare BioInnovations 的機構專門協助教授出來開 spin-off,這篇要介紹的 AbCellera 也是。

註:AdMare 原本叫 CDRD (Centre for Drug Research and Development),2020 年的時候改名成 AdMare。

AbCellera 的創立


AbCelleara 是一家加拿大專攻抗體研發的生技公司,由 UBC 物理系教授 Dr. Carl Hansen 於 2012 年成立的,是該大學的 spin-off。Dr. Hensen 的背景是物理,博士是畢業於在加州理工大學(Caltech)的應用物理系,那時候就開始做 microfluid。公司剛成立時,加上 Dr. Hensen 只有六個人,之後和生物工程系的 Dr. James Piret 和 Dr. Chip Haynes 合作研發 microfluidic fluorescence bead assay,為該公司的核心技術。

2014 年的時候獲得種子輪資金,之後疫情來臨,他們抓住機會拿到第一位新冠患者的血液做分析,釣出抗體後和 Eli Elly 合作,自此一躍成名。

從募資到上市


他們的 A 輪融資(Series A)是在 2018 年由矽谷的 DCVC Bio 領投,資金為 $10M 美元。後來疫情期間,他們也獲得不少政府的經費贊助。2020 年時除了獲得加拿大的 Western Economic Diversification Canada (現為 PacificCan)和 ISED (Innovation, Science, and Economic Development)所提供的 ISF (Strategic Innovation Fund)。

獲得政府經費後的幾個禮拜,他們完成了 B 輪融資,獲得 $105M 美金,由和 OrbiMed 和 DCVC Bio 領投,其他投資者包括 Viking 和 Eli Lilly,這些經費讓他們快速擴張,得以在 2021 年時於溫哥華市中心附近蓋一個 48,000 平方英尺大的研發中心,包括有自己的生產設施,另外他們和 Eli Lilly 合作新冠病毒的抗體也讓公司聲名大噪。之後,他們於 2020 年年底(12/11) IPO 上市,上市當天股價 $58.9,也是自今股價最高的時候,自那之後一路下滑。

疫情過後的 2023 年,BC 省政府開啟了一個 的新計畫 Life Sciences and Biomanufacturing Strategy,想透過和 AbCellera 建立本地的新藥開發能力,包括癌症和免疫疾病的治療藥物。省政府在他們身上投資了 $75M 的經費,聯邦政府也給了 $225M,除了將現有的設備升級,並希望可以讓 BC 有能力進行第一期臨床試驗。他們將在 2025 年將設施擴大到 124,000 平方英尺,除了可以做細胞銀行外,還有多達 2,000 公升的生物反應器(bioreactors)以製造生物製劑。

AbCellera 的技術


偏硬體上的技術主要有兩個,一個是 Microfluidic Single-Cell Screening,另一個是 Trianni Mouse®。

Microfluidic Single-Cell Screening


這是他們的核心技術,在他們發表的文章裡是寫 microfluidic fluorescence bead assay,該技術結合了微流體(microfluid)和螢光篩選,可以在抗體篩選上做各種變化。其中一種是把單個分泌抗體的細胞,例如 hybridoma 或 B cells 等等,分開到微流道晶片(microfluidic device)的腔室(chamber),然後把表面有 Protein A beads 加進去,讓它可以和細胞分泌的抗體結合,把多餘的抗體洗掉後,再用螢光標誌的抗原去測試其親和力(binding kinetics)。從中找到親合力最強或是最適合的抗體後,在反向從細胞定序抗體基因序列。

技術特點:
  • 微流體(microfluid): 可以用很少量的樣本去篩選和測量親和力(affinity)。
  • 高效率(high-throughput): 微流體可使篩選抗體的量能增加上萬倍,一次可以篩幾百萬個抗體外,也可以在很小的體積裡測試抗體的其和力。
  • Single-cell: 每次只測量一個細胞和其產生的抗體,可以避免混到其他(分泌不同抗體的)細胞而產生的雜訊,確保得到的結果來自同一個抗體,可以提高之後測試結果的一致性。
  • 敏感度高(high sensitivity): 不需要用大量抗體來測量其親和力,只要 8 x 10^4 個抗體就可以測量出親和力。(註:SPR Bioacore 的 LOD 範圍可從 pM 到 nM,根據官網提供的數據,anti-TNFα 抗體的範圍為 0.3–27.0 pM;BLI Octet 在大分子的 LOD 則是約 200 nM。)

Trianni Mouse®


2020 年的時候他們花了美金 $90M買下 Trianni,看重的是他們的擬人化的老鼠免疫系統(humanized rodent platforms),可以在老鼠體內產生人類抗體,有別於大多數把老鼠抗體人類化的方法。

雙特異性抗體開發


在抗體方面,他們在 2020 年的時候從 Dualogics 買下用來開發雙特異性抗體的平台 OrthoMab,兩大研發方向是針對 GPCR 和免疫方面的 T-Cell Engagers (TCEs),其中 TCEs 即是雙特異性抗體。

網站上關於 GPCR 的研究是針對 CCR8,通常是用來治療癌症,而在 TCEs 的部分,可能是針對 CD3 做開發,雙特異性抗體可以同時和 T 細胞上的 CD3,以及癌細胞上的抗原(tumour-associated antigen, TAA)結合,把 T 細胞帶到癌細胞。他們也試了其他的共同刺激受體(costimulatory receptors),試圖找到可以保有殺死癌細胞,但同時降低免疫原性(immunogenicity),減少細胞激素釋出引起的毒性(cytokine release-associated toxicities)。

關於抗體,可參考這篇:抗體藥物在臨床上的應用

AbCellera 的商業模式


他們之前的商業模式主要是以合作為主,也就是根據合作方的需求,用他們的技術找出治療用抗體,目前看到的營收方式包括根據進度收取費用,之後看合約內容,有的上市後也會再收權利金,例如和 Biogen 的合作。

根據他們的 10-K 報告,營收來源分為以下四種:

  • 研究經費(Research fees): 我猜是政府經費
  • Licensing fees: 技術使用的授權金,例如 Arsenal Bio 是使用它們的 Trianni 平台做開發。
  • Milestone payments: 合作方根據 AbCellera 的研發進度依階段完成度支付研發費用。
  • Royalty fees: 上市後的權利金

他們疫情期間的主要營收來主要為權利金,我猜是和 Eli Lilly 合作的抗體,但去年則是研究經費,K-10 裡面沒有去年的權利金,可能是因為除了新冠抗體外,並沒有其他產品上市,抗體在疫情後也沒有營收的緣故。

AbCellera Revenue

不過,自從他們要開始建立自己的生產線後,也開始有自己的研發標的,應該是希望未來能自己賣抗體,營收全算自己的,不需要靠和別人合作盈利。當然,這也是加拿大政府的目標,希望在地有一個能夠自己研發和製造藥物的量能。

合作對象


他們的合作方式大致分為兩種,一種是合作研發,一種是授權給對方使用技術,例如 Arsenal Bio 只是使用他們的 Trianni 老鼠。

AbCellera Partners 1

比較訝異的是他們的合作對象竟然有做動物的,合作的是狗的慢性疾病抗體藥。

AbCellera Partners 2

AbCellera 的產品


呼應他們網頁上只剩 GPCRs 和 TCEs,他們自己在研發的藥物就是針對這兩者的,一個是針對 GPCR 和 ion channel 的 ABCL635,另一個 ABCL575 則算是 TCEs。

ABCL635


目前公開的資訊只說是針對代謝和內分泌疾病的 GPCR 或 ion channels,在其 10K 報告裡寫的 MoA (mechanison of action) 是拮抗劑(antagonist)。

我分別讓 ChatGPT, Gemini 和 Perplexity 猜猜可能是什麼,比較它們的分析結果,三個都猜是 GPCRs,大概是因為 GPCRs 和代謝比較有關,ion channels 比較多是神經類疾病。它們猜的GPCRs 包括 Glucagon receptor (GCGR), Ghrelin receptor (GHSR), Free fatty acid receptors (FFAR1/4), Corticotropin-releasing factor receptors (CRFR1/2),大多是和治療糖尿病和減重有關的,之後可以看誰猜得比較準。XD

ABCL575


公開資料是寫針對 OX40L (OX40 Ligand),適應症為異味性皮膚炎(atopic dermatitis)。OX40L (CD134L, CD252) 是 OX40 (CD134) 的佩體,兩者皆是共同刺激因子(costimulatory molecules),OX40 是表現在 T 細胞,而 OX40L 則是表現在 APCs (antigen-presenting cells),兩者結合會促進 T 細胞的生存和繁殖,而過度反應會引起發炎。之前有研究顯示在一些炎症和自體免疫疾病中,包括異位性皮膚炎和類風濕性關節炎,都有觀察到 OX40 和 OX40L 的表現上升,阻擋兩者結合可以抑制發炎反應。

相關競品


目前已有好幾個針對 OX40/OX40L 的抗體藥藥物,包括 Amgen 和協和麒麟合作的 Rocatinlimab,以及 Sanofi 的 Amlitelimab。Rocatinlimab 是針對 OX40 的單株抗體,2024 年九月才公布其中一個第三期臨床試驗結果,用在治療中重度患者身上效果不錯。Amlitelimab 的標靶蛋白則是 OX40L,2024 年三月才公布第二期臨床試驗結果,顯示患者症狀有改善。除此之外,還有 Ichnos Sciences SA 和 Glenmark Pharmaceuticals 合作,正在進行第二期臨床試驗的 Telazorlimab。

AbCellera 營收和近年股價


AbCellera 的股價在疫情過後就一路下滑,大概在 2021 年年初開始就一路下滑,沒再起來過了。雖說 2021 年年底有起來一下,不過 2022 年年初 FDA 宣佈抗體藥對 Omicron 無效不再使用,股價就直接跌到 $10 以下,之後就在那上下徘徊,到目前以降到不到 $5。

AbCellera stock

我看了一下他們去年的 10-K 報告,疫情過後營收整個下滑,難怪他們 2023 年年底裁員了 10%,從官網可以觀察到他們的方向有所調整,雖然還是有很多合作,但似乎更想專注於自己主導的研發。

AbCellera Financial Highlights

跟去年的 Q3 相比,營收都下降很多。

2023-2024 Q3

股價在 2022 年初降到 $10 上下之後就沒什麼起色,最近一年都維持在 $5 以下。

AbCellera Business Metrics

雖然營收和股價可以說是都跌到谷底,但他們合作的項目上並沒有減少,反而有上升,接下來就看這幾個合作能不能讓情況轉好。

不負責任閒聊


本人因為這幾年想換工作,時不時會上他們網站看有什麼職缺,可以觀察到他們一直在改變方向,似乎在摸索和調整大方向。

感覺目前很多公司想分抗體藥市場的一杯羹,有太多公司在做,但目標蛋白和疾病都差不多,例如一堆癌症的,然後很多是針對 HER2,最後就是在比誰的效果比較好,或是靠價格搶市場?不過對患者來說當然是選擇越多越好。如果是我可能會轉做小抗體,例如 scFv 或 VHH,除了體積小不夠穩定外,其他方面都是較優的選則,而且我覺得穩定度方面可以靠 AI 預測出穩定又高親和力的蛋白序列,這樣就可以把缺點也變成優勢。他們之前在網站上有寫 scFv 和 VHH,但現在拿掉了,不知道還有沒有做。

另外,還有免疫原性(immunogenicity)的問題,這看起來是大家想克服的點,如果他們可以快速且大量的找到不會引起 ADA 和 ADCC 的 TCE,也是一個賣點。除此之外,也許可以試著投入在 cell-free expression,看能不能量產化,雖然也是抗體,但在製造和細胞污染上,應該會減少很多相關問題。

在藥物研發上,他們目前開發的 ABCL575,市面上已經有 Pfizer 的口服藥 CIBINQO,以及 Incyte 的外用型藥膏 OPZELURA® (ruxolitinib),而抗體藥目前大多還是需要用注射的,在使用上已經比較不方便了,更何況還有其他已經進入臨床的抗體藥,ABCL575 的競爭力在哪?除非他們可以跟進 Novo Nordisk 最近得到 FDA 許可的 Alhemo 的做法,用它們瘦瘦筆的技術來打抗體。

而他們的 ABCL635 雖說是 first-in-class,不知道做出來的<時候是不是還是 first-in-class。😂 如果是做跟糖尿病和減重相關的,效果也要比 Eli Lilly 和 Novo Nordisk 的減肥神藥好,一樣有 delivery 上面的問題,如果克服 delivery 上的問題,且能拉長使用間隔到幾個月一次,價格也沒比較貴,也許會較有競爭力。

Btw, 另外要提一下,AbCellera 和 Berkeley Lights 互告對方在 microfluidic 技術上侵權,疫情期間和朋友聊到,是他們系上的八卦話題 XD。目前還在打官司,未來如何還不知道,也是該公司的一個不確定因子。



References:

AbCellera offical site

A UBC Research Group Spins-out an Industry-Leading Biotechnology Company

AbCellera Expands Technology Stack with Acquisition of Trianni for $90 Million

New partnership with AbCellera will create jobs, help address global health-care challenges

FDA ends for now use of two monoclonal antibodies, spurring a halt in federal shipments of the covid-19 treatments

FDA Announces Bebtelovimab is Not Currently Authorized in Any US Region


Publications:

A Park, A Goudarzi, P Yaghmaie et al. Rapid response through the entrepreneurial capabilities of academic scientists. Nat. Nanotechnol (2022) DOI: 10.1038/s41565-022-01103-6

A Singhal, CA Haynes & CL Hansen. Microfluidic Measurement of Antibody−Antigen Binding Kinetics from Low-Abundance Samples and Single Cells. Analytical Chemistry (2010) DOI: 10.1021/ac101956e










2024年12月13日 星期五

用馬奶做冰淇淋可保存益生菌

大家有喝過馬奶嗎?馬奶優酪乳或馬奶冰淇淋?

你知道嗎?比起牛奶,馬奶跟人奶更接近,因為它的酪蛋白比例較低。

馬奶成分和人奶較接近


動物奶裡面的主要蛋白為酪蛋白(casein)和乳清蛋白(whey),牛奶中的酪蛋白大概佔了總蛋白的 80% (29.5 g/L),而乳清蛋白則為 20% (6.3 g/L)。

人奶的話,則是根據階段的不同,兩者的比例有所變化,乳清蛋白大概在 80% 到 50% 之間。哺乳初期,乳清蛋白對酪蛋白的比例在 70:30 和 80:20 之間浮動,初乳(colostrum)的比例約 10:90,然後會慢慢減少至 50:50 到 40:60 之間。

馬奶中的酪蛋白跟人奶一樣比例較低,只有約 50% 外,它的乳糖也跟人奶一樣比牛奶的高。

各種動物奶

馬奶除了和人奶較為相像外,它還含有生物活性成分(bioactive substances),包括亞麻油酸(linolenic acid)和乳鐵蛋白(lactoferrin)等等。由於它獨特的成分,被認為可以用來預防或治療腸胃道或呼吸道疾病,也有改善腸胃道菌落的功能,用馬奶做的優格可能比用牛奶做的好。某些地方已用馬奶做發酵飲品,但用來做成優格冰淇淋的研究好像還沒有。

優格冰淇淋和益生菌冰淇淋結合了冰淇淋和優格或優酪乳的特點,就是含有活乳酸菌(live lactic acid bacteria, LAB)的冰淇淋,好吃又有益健康。

不過,在把發酵乳做成冰淇淋的過程中,益生菌可能會因為冷凍而死掉,要怎麼提高益生菌的存活率呢?

🦠 益生菌(probiotics)和益生元(prebiotics)


益生菌大家大概都知道,就是可以使腸道菌落生態健康的活益菌,通常優格裡面都含有益生菌。幾個重要的益生菌包括 Lactiplantibacillus plantarum, Lacticaseibacillus casei, Levilactobacillus brevis 和 Lactobacillus acidophilus,其中 L. plantarum 可以忍受腸胃道中的酸性環境外,也可以抑制壞菌如 Salmonella, Pseudomonas, Listeria 和 Staphylococcus 等等的生長。

益生元則是益生菌和腸道菌的食物,進入腸道中後會發酵,變成腸道菌的食物。很多天然食物裡都有益生元,通常是膳食纖維,例如菊糖(inulin),常被用作食品添加物,之前有研究顯示菊糖可以刺激腸道中的好菌生長,也可以促進冰淇淋中的益生菌存活。

馬奶優格冰淇淋


波蘭 West Pomeranian University of Technology 的研究團隊想知道馬奶做出來的冰淇淋如何,除了評估菊糖對益生菌的影響,並用它來促進益生菌生長,藉以增加冰淇淋的益生菌含量。

他們先把馬奶低溫殺菌後,加入不同的乳酸菌發酵培養成發酵乳,接著冷卻、混勻,然後冷凍做成四種冰淇淋,再分析冰淇淋的成分和特性。

第一種冰淇淋是用 Streptococcus thermophilus 和 Lactobacillus delbrueckii 混合的優格益生菌 YO-122,第二種冰淇淋一樣是用 YO-122,但有加幫助細菌生長的益生元菊糖,第三種用鼠李糖乳桿菌 Lacticaseibacillus rhamnosus 和菊糖,最後一種用植物乳桿菌 Lactiplantibacillus plantarum 和菊糖。

馬奶優格冰淇淋作法

菊糖可增加優格冰淇淋中的益生菌的存活率


他們先分析了馬奶中的脂肪和蛋白質含量,這兩個在其他文獻分析中的含量差異滿大的,例如脂肪的比例在 0.3-4.2% 之間,蛋白質則在 1.4% - 3.2% 之間,這篇分析的結果是脂肪大約 0.5%,蛋白質約 2.37%,都在之前文獻報告的範圍裡,馬奶的酸鹼值則約 6.7。

在做成冰淇淋後,這四種的融化速度差不多,脂肪較低的融得比較快,蛋白質和脂肪濃度都差不多,給人的感官品質也都不錯,但是差在酸度。

YO 的酸鹼值最低,乳酸(lactic acid)的含量也最高,而酸度最低的則為加了菊糖的 LCR,菊糖可以調節酸度這點和之前的研究一致。

馬奶優格冰淇淋表現

最後,菊糖是否可以增加益生菌的存活率?

的確是有的。馬奶做成的優格冰淇淋,保存的含菌量都不錯,有超過要有療效的含量(6.0 log cfu/g),有加入菊糖的冰淇淋,其乳酸菌量下降的比較少,且都有超過 7.0 log cfu/g。

羊奶有羊騷味,馬奶不知道有沒有。



Articles:

Ice Cream Made From Horse’s Milk May Be Better for Your Gut Than the Regular Dessert | Technology Networks


Publication:

K Szkolnicka, A Mituniewicz-Małek, I Dmytrów, E Bogusławska-Wąs. The use of mare’s milk for yogurt ice cream and synbiotic ice cream production. PLoS ONE (2024) DOI: 10.1371/journal.pone.0304692










2024年11月29日 星期五

閒聊|關於加拿大大學的 co-op

這篇也是把之前在臉書分享的長文搬過來,關於北美大學的 co-operative program。

Co-op 是什麼?


Co-op 全名是 co-operative program,在台灣好像是建教合作,基本上就是有薪實習,每期四個月,跟著大學的學期走,你可以做一個學期或兩個學期,看公司還有你自己的意願。加拿大很多公司都會收 co-op 學生,工作內容不會只是打雜,通常會讓你學到很實際的東西,例如給你一個小小的 project 讓你能夠完成,因為這是要交報告的,每個 co-op term 也會有 co-op adviser 來參觀你工作的地方,和你的上司聊聊你的工作情況等等。

加拿大大學的理工科學生大部分都會做 co-op,雖然不像 U of Waterloo 規定一定要做滿五個 co-op term 才能畢業,但我認識的理工科朋友都有做。還記得十一、二年級的時候,大學生會來學校宣傳他們的大學,其中一個宣傳的點就是有 co-op。以 SFU 來說,沒有一定要做,但是做滿四個 co-op term 的話,畢業證書上除了會寫你的 major 是什麼,還會加一個 co-operative program。

我想做 Co-op,申請條件是什麼?


看學校規定,SFU 的標準是 GPA 2.5 以上,但也不是硬性規定。

Cumulative Grade Point Average (CGPA):
Undergrads - 2.5 or above. Students must maintain the minimum requirement of 2.5 CGPA to pursue a Co-op job search.


其實我大一的時候每天應付微積分和物理這些惡夢科目就夠了,完全沒想到要做 co-op,直到大二有天同學說他要去找 co-op adviser 問一些做 co-op 的事,問我要不要一起。那時候我完全忘了有 co-op 這回事,直到同學提起。同學在台灣時是念北一女的,成績一路好到加拿大的 high school 和大學,GPA 都是 3 以上,申請進 co-op 完全沒問題。

申請 co-op 的基本門檻是 GPA 2.5,我那時候 GPA 很低,近 2.5 但還不到,co-op adviser 看了我的成績後說,你的 GPA 有在上升,要我寫一封信說我會把 GPA 拉到 2.5 以上就可以了。(當然,要不是大一微積分和物理,還有被當的 Java,我的 GPA 也不會這麼低。QQ)

申請進 Co-op 不是問題,進了後能不能找到工作才是問題!


你以為進 co-op program 以後就沒事了嗎?當時的流程是 co-op office 門口會放一本 sign up sheet,你對哪家公司有興趣就在那家公司的表格上登記,然後把履歷表和成績單送到 co-op office,公司看了學生的履歷表和成績單後,會通知 co-op office 他想跟哪些學生面試。

現在的話應該是全部線上作業,大家可以參考自己學校的網站,以下皆以 SFU Co-op 為例子。(這篇是 2021 年以前寫的,下面資訊是最近(2024)更新的。)



我有在 indeed 上看到徵 Co-op 的職缺,可能可以先在公司網站上申請,然後再跟 Co-op office 確認,請大家跟各自學校詢問詳細資訊。

通常成績好的會接到好幾個面試,例如北一女同學,成績不夠好的,就看有沒有 work experience。 這時候問題來了,如果連第一份工作都沒有,哪來的 work experience?請問?!😭 我曾經也和另一位一直拿不到面試機會的同學互相吐苦水,連第一份工作的機會都不給我們,哪來的 work experience?

工作經驗不包括打工經驗,例如生科系的學生想找生技相關的工作,就不要把你在餐廳打工的經驗寫在履歷表上,因為不相關,除非你在那個打工裡展現了很強的 transferable skills (或稱 soft skills),例如 time management or organization skills。(那時 co-op adviser 是說我可以把 high school 時教同學數學和化學的經驗寫上去,雖然是教免費的,但這不算完全不相關,而且算是 transferable skills。)

因為苦於一直拿不到面試機會,co-op adviser 就建議我去找 volunteer,問一下系上哪位教授願意收 volunteer,問了幾位我覺得他們的研究頗有趣的教授,每個都說不需要。當時北一女同學在系上一位教授的實驗室裡做 co-op,他幫我問了一下那位教授後,就把我拉去他們實驗室做 volunteer。做了一個多學期後,終於可以把這個經歷寫在履歷表上了,之後就拿到了在 Agriculture & Agri-Food Canada 的工作。我也忘了當初為什麼會申請這份工作了,大概因為是政府機關吧,加上它所在地點在 Summerland,感覺是個很不錯的地方。(但其實當時我也沒孤狗是在哪,拿到 offer 了之後孤狗才發現它在 Okanagan!我爸知道後非常訝異我竟然申請的時候沒先孤狗在哪,我自己也很訝異阿哈哈。😅)印象中那次沒有面試,申請了之後有天 co-op adviser 就通知我拿到 offer,當時只覺得感天謝地,做完了這個 co-op term 後就不再是沒有 work experience 的人了。(淚)

但也不是說有 work experience 惹之後找 co-op 就一帆風順,每次投履歷還是挫折,大概投了十幾個才會接到兩三個面試,而且也不是每次面試都會拿到 offer。(不過現在想想,那時候拿到面試的機率比畢業後拿到面試的機率算高很多了。)第二個 co-op 是大概面試了兩三個後,拿到了一個在 UBC 教授的實驗室工作的 offer,這個工作我做了兩個 co-op term。這個 co-op 對我來說意義重大,因為如何培養細胞和病毒,和病毒相關的實驗都是在這裡學到的,而且讓我知道,我喜歡做這個。

Co-op 的薪水如何?


當時生科相關的 co-op 薪水大概是一個月兩千五到三千加幣左右,政府機關還會依年級不同,大三的薪水會比大二多一點。不過我研究所同學說,他弟弟是念 CS 的,大三在多倫多某銀行 co-op 當 IT 的薪水是一個月是五千多,他跟我說的時候,我們都互相感嘆進錯行了。



上面是我在網路上找到的 Co-op 職缺,生科薪水到現在一樣比軟體低。😂

IAESTE: Co-op 外的另一個選則


第三個 co-op,嚴格來說不算是 co-op,因為不是透過 co-op office 申請到的,而且也不到四個月,只有三個月,所以也沒跟 co-op office 說要把這個算成 co-op term。這個工作是透過 IAESTE 找到的,忘了是在哪看到的,可能是系上的公佈欄吧。

IAESTE 是一個國際的交換工作 program,裡面不只有生科相關的工作,但是以理工為主。交換工作指的是加拿大提供幾個工作讓其他國家的學生來,加拿大就有多少學生可以去其他國家工作,例如我們有十個工作機會給英國和德國,英國和德國就可以各有十個學生來加拿大工作。這個是沒有面試的,反正就是投了報名表之後,如果合格就會收到一份資料,裡面有所有工作機會的簡介,有不同的國家,時間長短也不同,有的是幾個月,有的長達一年,讓我印象深刻的是其中一個是在德國 Roche 工作一年。選好你的喜好順序後寄回去,他會盡量讓你拿到你的第一選擇。

怎麼申請 IAESTE?


現在的話則是在 IAESTE 學生網頁申請,它是依你所唸書的國家申請,下面是 IAESTE Canada 網站上的資訊。

Q: 誰可以申請?
A: 不限國籍,年齡介於 18 歲到 35 歲之間,加拿大大學的 full time students,大學生和研究生皆可。(其他國家的話,請自行上所在國家的 IAESTE 網站查詢。)

Q: 哪些領域的學生可以申請?
A: Science, engineering, business, applied arts 或其他專業領域

Q: 怎麼申請?
A: 在 iaeste.net 上面申請,然後在 IAESTE committee 那邊選擇 Canada。(如果你在其他國家,就選擇你所在的國家。)

Q: 需要工作簽證嗎?
A: IAESTE Canada 會協助簽證的問題,如果有問題可以在這個網頁填寫 inquiry form。基本上如果你所屬的國籍是 IAESTE member 或有和加拿大簽訂 YMA agreement 就可以。

YMA agreement 的項目包括:Working Holiday (travel and work), Young Professionals (career development), International Co-op (Internship)

Q: 台灣是 IAESTE 會員國嗎?
A: 目前不是哦,不確定有沒有政治因素,不過可以試試在登記的這頁選擇 Non-member country。

Q: 需要費用嗎?
A: 如果有拿到工作,則需付 $500,用 e-transfer 的方式轉到 nationalsecretary@iaestecanada.org。(其他國家應該是其他的方法,請自行上所在國家的 IAESTE 網站上查詢。)

我當時第一選擇是在英國的 University of Leicester,這是我第一次自己出國工作生活。這個工作經驗也是意義重大,除了是第一次自己出國工作,什麼事都要自己處理外,也算是我第一次把實驗課學到的分生技術應用在實驗課以外的地方,而且帶我的博後教得很仔細,例如怎麼看定序的 chromatograph、怎麼做 competent cells 等等,每個步驟和 controls 都不能省。(實驗室待久了就知道,很多時候為了省時省材料,會跳過一些步驟或省掉一些 controls,只有需要 troubleshooting 的時候才把每個步驟和所有 controls 都加進去,最簡單的例子就是 cloning。)這位博後讓我學到了很多,還記得我到的第一天,他就丟給我一本他自己打的 manual,裡面有所有會用到的 buffer recipe 和各種 protocols,大四時開始在 SFU 的實驗室做研究後,也會把所有會用到的 buffer recipe 和各種 protocols 記錄下來,所以我有很多 protocols 都是從大學時期就累積下來的。XD

閒聊


其實之後找工作遇到挫折的時候,會想說當時要是選 Roche 為第一優先,而且真的去的話,現在會不會不同?那時候沒選是因為那是我第一次自己出國那麼久,覺得第一次就選一年的有點太挑戰,而且一年 ..... 等於是大學要多待一年。現在回想會覺得,其實一年就一年,畢竟 Roche 是一家大公司,這種機會不是人人有。不過再想想,我在英國學到的東西真的很多,沒有當時在英國的經驗也沒有之後的種種。很多選擇都有其意義,回頭後悔也沒什麼意思。

其實所有的 co-op 都是拿到 offer 之後才跟我爸媽講的,連去英國也是。應該說上大學後幾乎所有的決定都是自己做的,沒跟爸媽討論過,都是自己決定了以後再跟他們說我要幹麻。還記得拿到英國的 offer 後跟我爸說的時候,我爸說為什麼不勇敢一點選在德國一年的,這樣他就可以來找我玩。我媽的反應整個相反,她感覺被嚇到,不懂為什麼要挑一個那麼遠的,然後擔心我一個人在英國會餓死。XD

(我爸媽其實沒什麼管我們念什麼,記得我妹大學的時候不知道主修要選什麼,因為他沒有特別的興趣。他問我媽意見的時候,說他有興趣的可能是錢吧,我媽說你只對錢有興趣的話就念商吧,於是我妹就選了 business school。XD)



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2024年11月24日 星期日

一日生科,終身科科,如果不待學術界能幹嘛?

不知道有多少念生科的目標是想當教授,還是單純想做研究?

如果你想念生科,也許要先想好以後想做什麼,未來有哪些出路,你想做的事情需不需要念研所,才不會變成一日生科,終身科科。😂

每次有新人進來,也就是 co-op、大學畢業或碩士畢業生,最常被問到的是:要不要念研究所?或是要不要唸博士班?唸了以後會為職涯多了什麼選項嗎?

通常我的答案是:看你想做什麼,然後去看那個職缺的 JD,上面寫的必須學歷有什麼?

說真的,我今年(2024)看到生技相關的職缺,很少有寫一定要 PhD,通常都是:
  • 博士學位,「或」碩士畢業加業界經驗 5 年以上,「或是」BSc 畢業加業界工作 10 年以上。
  • 最低學歷:學士
  • 碩士學位,「或是」學士學位加業界經驗 5 年以上。
也就是說沒有博士學位的話,選項多很多,而周遭的例子也是沒有 PhD 學歷的找到新工作的時間快很多,大多是半年以內就找到。

不過也許今年比較特別,已經聽過不少人說今年生科找工作特別難,很多人找半年以上都找不到。

這時候就要開始想,除了學界和業界的工作,還有什麼其他選擇?

生科畢業後,循規蹈矩的路線


學術界

  • 博士:教授、學校或研究中心的 staff scientist、Research Associate、Lab Manager
  • 碩學士:Lab Manager, Research Assistant, Research Coordinator

業界

  • 博士:Scientist, Senior Scientist, Principal Scientist, Director
  • 碩學士:Research Associate, Associate Scientist, Scientist, Senior Scientist

R&D 以外的路線


除了這兩種大家都知道的路線,還有哪些呢?以下是我聽過的。

政府機關:
  • Health Canada, AAFC (Agriculture & Agri-Food Canada): Biologist, Microbiologist
  • RCMP: foresic scientist,
  • CAF (Canada Air Force): Officer
  • US Defense: policy officer(之前待的 UBC 實驗室有位博士生在博班最後一年發現自己做的東西被人搶先發表在 CNS,本來很沮喪的,結果畢業前某天說他找到在 US Defense 做政策相關的工作。)
教育界:補習班老師、家教(認識的或朋友的朋友中就有三位跑去當補習班老師,或是開補習班,有的會取名叫陪跑員。)

顧問:當生技公司顧問,幫忙解決一些技術上,或推進 IND 之類的問題。

期刊編輯:就是在期刊當編輯(之前待的 UBC 實驗室有位博士生很喜歡寫東西,自己也有一個 blog,畢業後就跑去 Nature 當編輯。)

專欄作家:在數位媒體公司寫科學專欄(在某個 career workshop 聽到的,其中一位 panelist 說他博士念完後發現自己不喜歡做實驗,於是跑去寫專欄。)



其他在 UpWork 看到的自由接案工作


好奇 UpWork 上的 molecular biologist (Ph.D.) 都做哪些 freelance 工作,加上我也想做一些自由街和的工作當副業,就刷了十幾位的 work history,下面是他們有做過的。(括號裡是這幾個月來我有看過的工作和投 proposal 的情形。)
  • Editing & proofreading: grant, manuscript, personal statement(high demand, 但也是很多人做,大概是因為英語是母語的都可做,幾乎每個都 50+ 人投 proposals。)
  • RCMP: foresic scientist,
  • Scientific writing: grants, manuscripts, literature review, thesis(同上,high demand 但很競爭。)
  • PubMed abstract & study research(同上,demand 沒像前兩個多,但競爭的人多。)
  • Bioinformatic: gene analysis, RNA-seq analysis(滿多的,但競爭也多,都是 50+ 人投 proposals。)
  • Data review, data analysis: biostatistics, imaging, public health(不多,但競爭多,都是 50+ 人投 proposals。)
  • Scientific illustrator(目前只看到一個人有在做,但很少看到這類的工作。)
  • PowerPoint presentation: journal club(偶爾看到)
  • Scientific (SEO) copywriting for medical blogs or biotech companies(不少,但因為需要 SEO,所以很少人投 proposals。)
  • Tutors: high school biology(通常都是父母上來幫小孩找 tutors。Btw, 現實生活中,認識的或是朋友的朋友,PhD 唸完跑去教補習班的就有三位。)
  • Mentor: high school iGEM team competition, lab projects(目前只看到一個有做,可能比較少人想在 UpWork 上找人幫忙做 projects。)
  • Consultant: experiment/assay design, cell cultures, genetic engineering, cloning, vector design, peptide modification(不多,不久前做過一個教 LDH assays, 幫他重新設計 Excel & GraphPad templates,如果你有這個需要,也可以找我哦 XD。比較多的是找醫生當公司顧問,例如他們有醫療器材,或是有醫療類產品之類的。)



相關文章:博士畢業了,然後呢?

如果你也需要人幫你設計實驗或 vector 等等,可以點這裡預約時間。








2024年11月21日 星期四

阿茲海默症是會傳染的嗎?— 被污染的生長激素

你有想過你會因為施打了生長激素而感染到阿茲海默症嗎?阿茲海默症是會傳染的嗎?

何謂阿茲海默症?


阿茲海默症是失智症的其中一種,主要病徵是大腦中有 β-amyloid (Aβ) 和 tau 蛋白堆積。

該病又分為早發性(early-onset)和晚發性(late-onset, LOAD)。

早發性是遺傳造成的,主要是因為 PSEN1 (presenilin 1)、PSEN2 和 APP (amyloid protein precursor) 帶有突變,導致 β-amyloid (Aβ) 的其中一種 — Aβ42 結塊(aggregates)和堆積,加上 tau 的堆積而引起的,通常在四、五十歲左右就會出現症狀。除此之外,APOE4 也被認為是阿茲海默症相關基因,帶有兩個 APOE4 基因的人患病風險較高。

晚發性的病因則不清楚,目前認為老化是主因,隨著年齡增長 Aβ 錯誤折疊機率越高,進而導致 Aβ 堆積,通常都是六十歲之後才開始出現症狀,65 歲以後患病風險每五年大約增加一倍。

除了老化以外,其他可能原因包括感染和發炎導致 Aβ 堆積,其中被認為可能導致阿茲海默症的感染是皰疹病毒。

相關文章:阿茲海默症真的和皰疹病毒有關嗎?

不過,2016 年的一篇研究掀起了一個熱烈的討論:阿茲海默症是否跟狂牛症和庫賈氏病(Creutzfeldt-Jakob disease, CJD)的普利昂蛋白(prion)一樣會傳染。

Aβ 堆積是怎麼開始的?


已知基因變異導致的 Aβ42 摺疊錯誤會造成堆積,但堆積是怎麼開始的並不清楚。

有個理論是 Aβ 堆積需要一個折疊錯誤的 Aβ 做為種子,有了種子就可以引發一連串的結塊,進而造成堆積。

2006 年的時候,有篇刊在 Science 的研究是把阿茲海默症患者的腦部萃取物注射到阿茲海默症老鼠腦中,可以使老鼠老鼠腦中出現堆積。如果把腦部萃取物中的 Aβ 移除或減少,則會減輕堆積的程度。

之後華盛頓大學(Washington University)的研究顯示把 Aβ 加入培養的神經細胞中後,也會造成 Aβ 結塊堆積。加州 UCSF 的研究則是把大腦萃取出來的 Aβ,或是合成的 Aβ 注射到阿茲海默症老鼠體內,結果發現兩者皆可在老鼠腦中形成 Aβ 結塊堆積。

這些結果皆暗示 Aβ 的自我擴散(self-propagate)能力跟造成狂牛病的 prion 很類似。

傳染爭議的起源:生長激素


阿茲海默症會傳染的想法是從哪裡開始的呢?

從二十世紀中期開始,生長激素(growth hormone, GH)被用來治療生長激素嚴重不足(growth hormone deficiency, GHD)的孩童。

英國在 1958 年到 1985 年間,從過世者的腦下垂體(pituitary gland)中萃取出生長激素(cadaveric-derived human growth hormone, c-hGH)用於治療,在那 27 年間英國至少有 1,848 名孩童施打過生長激素,全球則有約三萬五千位孩童接受生長激素治療,直到 1985 年的時候,美國 FDA 收到報告說有四位曾經接受 c-hGH 治療的成人得到 CJD [註] 後才停止。

註:prion protein (PrP) 是哺乳類動物本生就有的蛋白(cellular PrP),當其基因 PRNP 發生突變導致錯誤折疊(misfolded)的時候,scrapie PrP,便會引起腦神經性疾病且具傳染性,在牛身上會引發狂牛症(bovine spongiform encephalopathy, BSE)。在人類身上則會造成 CJD,是一個顯性遺傳的疾病。從外界或醫療介入(例如手術)得到的情況很罕見,大概只佔了 1%。

研究發現這些生長激素在準備過程中被 prion 污染了,導致到 2012 為止,在所有共 450 位的 CJD 病患中,有 226 位因施打生長激素感染到 CJD,其中有 80 名孩童在英國。

英國倫敦大學(University College London)的神經學家,同時也是研究主持人 Dr. John Collinge 和他的同事檢視了其中八位年齡在 36-51 歲之間,因為 CJD 而過世的病患腦細胞組織。這些患者在接受最後一劑生長激素治療的約 19 年到 31 年後,才因 CJD 發病過世。

但讓人訝異的是檢驗後發現其中有四位的腦中除了有 prion 外,其腦部還有嚴重的 Aβ 堆積,有兩位是局部的 Aβ 堆積,只有一位完全沒有 Aβ,而這些人都還只是中壯年而已(36-51 歲),並且未帶有阿茲海默症的致病突變,腦中有澱粉樣蛋白 Aβ 堆積是非常罕見的情況。

Collinge 也檢視了其他 116 位沒施打過生長激素的 CJD 病患,看有沒有人同樣有 Aβ 堆積,但沒人有同樣的徵狀。

那這些施打過生長激素的患者為什麼會有阿茲海默症的病徵?

的確有幾批生長激素有 Aβ 污染


之前的動物實驗顯示,把阿茲海默症患者的腦漿注入老鼠腦中,會使老鼠得到阿茲海默症,因此透過被 Aβ 污染的生長激素也可能感染到接受生長治療的孩童。

為了證明這些患者會得到阿茲海默症,是因為施打了被 Aβ 污染的生長激素,他們找到了當年帶有 prion 的那批生長激素 -- 雖然已過了三十多年。

當時準備生長激素的方法有很多種,純化過程有過 size exclusion column (SEC) 的被認為可以降低 prion 的污染,而其中有一種萃取法為 Hartree-modified Wilhelmi procedure (HWP),是沒經過 SEC 這個步驟的,當初接受治療且得到得到 CJD 的病患用的那批 c-hGH 都是用 HWP 方法萃取出來的。

他們從英國的 Public Health England 那得到了當年的那幾批生長激素,然後檢測裡面是否有 Aβ 和 tau,結果發現所有用 HWP 方法萃取的 c-hGH 都含有較不易結塊的 Aβ40 和 tau,而用其他方法純化的則沒有檢測到任何 Aβ 和 tau。另外,他們取得的五罐用 HWP 純化的生長激素中,只有一罐沒有會結塊 Aβ42 以外,其他的也都有 Aβ42。

### 被污染的生長激素會傳染阿茲海默症嗎?

再來就是檢測這些含有 Aβ 和 tau 的生長激素是否真的能在體內引發 Aβ plaque,他們用的是帶有人類 APP 突變的基轉老鼠,這些老鼠會在六個月大的時候開始出現 Aβ 堆積的徵兆。

阿茲海默患者的腦部萃取物會引發 Aβ 堆積


他們先用患者的腦部萃取物試驗,把取得三位 AD 患者的腦部檢體和一位健康者的腦部檢體,分別打入六到八週大的基轉老鼠腦內,腦部檢體是用 PBS 準備的,所以有一個控制組是只打入 PBS,每組有十五隻老鼠,之後在打入後的第 2, 7, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 240, 360 和 480 天的時候檢視老鼠腦部看有沒有阿茲海默症的其中一個病徵:cerebral Aβ−amyloid angiopathy (CAA) -- 腦部血管出現 Aβ 堆積。

結果顯示施打後的第二天所有老鼠都沒有 Aβ 堆積,表示起始點是一樣的。

但是,在打入腦部檢體 120 天後,被打入 AD 病患腦部檢體的老鼠,牠們的腦部的某些區塊 -- 像是大腦皮質和海馬迴 -- 開始出現 CAA,而只打入健康者腦部的和 PBS 的老鼠都沒有出現 Aβ。接著在 240 天(約七、八個月)後,老鼠的腦血管裡出現 Aβ,堆積情形以小腦最為明顯。同樣的,打入健康者腦部檢體的和打入 PBS 的老鼠幾乎沒有 Aβ 堆積的情形。在打入 AD 腦部檢體快一年後的情況和 240 天後的差不多,只是堆積情況更嚴重些。

這個結果看起來是滿有力的證據,不過我覺得他們如果有用其他非 HWP 純化的 c-hGH 當做控制組會更有力。另外要注意的是外來的(exogenous) Aβ 並沒有在正常老鼠腦內引起堆積,而是在帶有 APP 突變的基轉老鼠裡,表示要個體本身就有得到 AD 的風險,外來的 Aβ 只是加速疾病的發生和進展。(也許加入表現人類正常 APP 的基轉老鼠當控制組會比較好)

三十年前的生長激素也會引起 Aβ 堆積


再來,他們想確認人類的生長激素本身會不會對老鼠有影響,所以先用 recombinant hGH (rec-hGH) 做測試。

他們打入不同濃度的 rec-hGH 到基轉老鼠腦中,然後在打入後的 240 天後檢測,都未發現有什麼影響,只有在打入高濃度的 rec-hGH 後老鼠立刻死亡。

接著便是測試放了三十幾年的 c-hGH 是否能在 AD 基轉老鼠腦中引起 Aβ 堆積。

因為剩下的 HWP c-hGH 量並不多,為了有效利用,他們選擇直接打入老鼠的腦部(當初的孩童是由皮下打入),同時也用 rec-hGH 當作控制組,確認生長激素本身並不會引起 Aβ 的堆積,不過打入的 rec-hGH 劑量比 c-hGH 較多。在這個實驗中,他們有加入另一組控制組,就是把人類腦部檢體、PBS 和 c-hGH 也打入六到八週大的野生鼠(只有老鼠本身的 APP,沒有人類的)。

他們在施打後的 240 天後解剖檢視,發現所有野生鼠都沒有 Aβ 堆積的情形,被打入 rec-hGH 的 AD 基轉老鼠腦部也沒有出現 Aβ 堆積和 CAA 的情形。但是呢,被打入 HWP c-hGH 的老鼠腦部有明顯的 Aβ 堆積和 CAA,表示 Aβ 本身是個種子,可以在其他動物體內引起 Aβ 堆積,而且即使過了幾十年都還保有這個特性。

這個結果看起來是滿有力的證據,不過我覺得他們如果有用其他非 HWP 純化的 c-hGH 當做控制組會更有力。另外要注意的是外來的(exogenous) Aβ 並沒有在正常老鼠腦內引起堆積,而是在帶有 APP 突變的基轉老鼠裡,表示要個體本身就有得到 AD 的風險,外來的 Aβ 只是加速疾病的發生和進展。(也許加入表現人類正常 APP 的基轉老鼠當控制組會比較好)

打過被污染的生長激素後,還存活著的患者有得到阿茲海默症嗎?


那些接受被 Aβ 污染的生長激素的患者,目前還存活的人,現在怎麼了?

他們找到了八位小時候有接受過生長激素的患者,他們當年被施打的生長激素都是用 HWP 方法純化的。

這些患者大多不帶有致病基因,只有一位患者帶有一個 APOE4,而三位沒有基因資料的則沒有早發性阿茲海默症家族史。在檢視了小時候的智力、生長激素治療後遺症、生長激素不足症本身和基因後,都沒發現會導致阿茲海默症的相關性,但是他們在成年後皆出現早發性阿茲海默症症狀。



另外,接受到的生長激素是沒污染的那些幼童,並沒有通報,這也暗示著接受生長激素本身是沒問題的。

也就是說,這些人會患有阿茲海默症極可能是因為施打了被污染的那幾批生長激素而獲得的。

他們發現,經由生長激素得到的阿茲海默症,發作得比遺傳性要早,且認知力衰退的進程也比較緩慢,通常都超過十年。經由生長激素得到的阿茲海默症症狀和遺傳性及偶發性的不同,可能是因為 Aβ 的種類不同。

總結


雖說阿茲海默症是有可能透過醫源性傳播(iatrogenic transmission),但目前已經不用這種方式取得生長激素,外科手術本來就會注意器具清潔避免感染,大家無須太過恐慌。今年有篇 UBC 的研究顯示健康老鼠在接受了阿茲海默症老鼠的骨髓移植後,腦中出現了 Aβ 堆積和記憶力衰退的現象,雖然需要更深入的研究確認,不過如果把這個可能性考慮進去,未來在各方面多一層防範不是壞事。



Articles:

Alzheimer’s disease may have been transmitted in now-banned hormone treatments | Science | AAAS

Bone marrow transplants spread Alzheimer’s-like disease in mice, controversial study reports | Science | AAAS

References:

VS Ayyar, History of growth hormone therapy. Indian J Endocrinol Meta (2011)

SA Purro et al, Transmission of amyloid-β protein pathology from cadaveric pituitary growth hormone. Nature (2018)

Z Jaunmuktane et al, Evidence for human transmission of amyloid-β pathology and cerebral amyloid angiopathy. Nature (2015)

G Banerjee, SF Farmer, H Hyare et al. Iatrogenic Alzheimer’s disease in recipients of cadaveric pituitary-derived growth hormone. Nat Med (2024) DOI: 10.1038/s41591-023-02729-2



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2024年11月11日 星期一

ZBiotics — 賣解酒益生菌的公司

大家有在喝解酒液嗎?說到解酒液,大概數韓國的最有名?每次看韓綜都覺得韓國人好猛,可以喝酒喝到半夜兩三點,但是隔天早上照常上班,他們的解酒液那麼厲害?

好奇估狗了韓國有哪些解酒產品,發現熱門產品主要是 Condition(還是朴敘俊代言的)和 Easy Tomorrow 的解酒液和解酒果凍,看了一下裡面的成分,有幾個是大部分解酒液或解酒果凍都有的,例如酵母萃取物、水飛薊萃取物,還有枳椇子好像是最近的熱門解酒成分。

不過酵母萃取物是什麼呢?有哪些酵母?是可以產生分解酒精的酵素 ALDH2 嗎?我沒找到答案。

但是,這幾年有一家公司是做可以表現 ALDH2 的解酒益生菌,一樣在喝酒前喝下他們的益生菌,可以減輕你的宿醉。

這家公司是我同事在找資料時找到的,叫 ZBiotics。

關於 ZBiotics


ZBiotics 於 2016 年成立於舊金山,主打是基改益生菌,他們目前主要產品是 2019 年上市的解酒飲料,和市面上的解酒液不同的是它們是用基改的乳酸菌。

ZBiotics 的創辦人為 Zack Abbott 和 Stephen Lamb。

Lamb 是賓州大學法律系畢業,之後唸了一個 MBA,在創立這家公司之前做過的事不少,包括房地產經紀和跨國交易等等,現為公司的 COO。

Abbott 則是位生物學家,大學是在柏克萊大學唸的,2015 年於密西根大學拿到博士學位,專攻細菌的基因調控,並從中得到基改益生菌的點子。他有很多事想做,最後選擇了做改善宿醉的基改益生菌,讓益生菌大量表現可以分解酒精的 ALDH2。

2016 年,他在柏克萊租了一間實驗室後就開始他的基改益生菌實驗,埋首做了一年後,他完成了。接著,就是要把產品上市,這時候他需要一個團隊,並成立一間公司,於是 2017 年五月他找了剛從賓州大學 MBA/JD 畢業的 Lamb 一起成立 ZBiotics。

要賣產品就要先知道它的市場接受度,可是當時正流行非基改食物(non-GMO),所以他們需要更賣力的推廣產品。他們搬到了舊金山,Zack 努力生產基改益生菌,他可以 36 個小時內產出 200 個試用品。一週三天,他們開車到舊金山市區,把他們新鮮的益生菌產品 ZB 介紹給朋友和潛在投資者,結果廣受好評。

2018 年他們加入 YC 加速器,並獲得獲得 $120K,種子輪總共獲得 $5.1M,之後開始組團隊,接下來的兩年做各種準備,終於在 2019 年時他們的第一個產品上市。

2024 年三月,他們的 A 輪募資募到了美金 $12M,領銜投資者(lead investor)為 Spring Tide Capital,其他的投資者包括 Access Capital, Seamless Capital, Goat Rodeo Capital 和 Seaside Ventures,至今共募得資金 $17.2M,並於九月將第二個產品上市。

技術:基改益生菌


簡單來說就是基因改造,把想要的蛋白基因插入細菌的基因體,讓它可以大量表現該蛋白。

為什麼不直接賣純化的 ALDH2 或其他蛋白?

有做相關產業的大概可以猜到答案,純化蛋白貴很多!而且純化後的蛋白需要冷藏,存放在室溫會不穩定,以至於很容易降解或喪失活性,另外就是就算常溫保存也很穩定的話,蛋白質進到胃裡面也會被降解。

益生菌的部分他選擇估草桿菌(Bacillus subtilis),因為可以常溫保存外,枯草桿菌是屬於孢子生殖(sporulation)型的菌種,而且生成的是內孢子(endospore)。

有些細菌在艱困環境中會有抗壓反應(stress response),其中一種就是生成內孢子,它會把複製的基因體擠到細胞的一端形成孢子進入休眠狀態(dormant),從母體中釋放出來,等到環境變好了,內孢子才開始生長活動(germination)。

內孢子的外層很堅固,可以在高溫或缺水的環境下生存,如果器具被內孢子污染到,需要滅菌過滅菌。

這也是他們選擇枯草桿菌的原因之一,細菌可以在胃酸中存活,然後在進到腸道中後活躍起來,開始製造蛋白。

為什麼會宿醉?


造成宿醉的原因有幾個,包括脫水、電解質不平衡,以及酒精引起的血管舒張,可能造成頭痛外,還有就是酒精代謝物乙醛(acetaldehyde)的堆積。

酒精的代謝分成兩個步驟:

1. ADH 把酒精(乙醇)分解成乙醛
2. ALDH2 把乙醛分解成醋酸(acetate)



大多數人在喝了酒之後,肝臟中乙醛會被快速代謝為醋酸鹽,使其不會堆積,不過喝太多的話可能會因為來不及代謝而造成乙醛堆積,過多的堆積會讓人感到不適,包括脈搏變快、流汗、皮膚變紅、噁心反胃,甚至嘔吐。

大家可能知道,亞洲人喝酒會臉紅是因為分解乙醇的酵素 ALDH2 基因帶有 E504K 變異,使酵素的功能降低了 60%-80%,如果兩個 ALDH2 基因都帶有變異,那體內能分解乙醇的 ALDH2 只剩下 10%。

ZBiotics 的產品


他們目前有兩個產品:Pre-Alcohol 和 Sugar-to-Fiber

Pre-Alcohol


雖然肝臟可以快速把酒精代謝成醋酸鹽,不過他們也觀察到有少部分的酒精是在腸道裡被分解,而腸胃道沒有足夠的 ALDH,無法快速代謝到乙醛。他們也發現有文獻顯示腸道裡的乙醛濃度是血液中的 5-10 倍,他們認為血中的乙醛是從腸道來的,腸道的乙醛最終會經由血液到肝臟代謝掉,但這個過程有點太慢,因此也是造成宿醉的原因之一。

他們認為,如果一開始就可以降解掉腸道裡的乙醛,就可以減輕或避免宿醉改,於是想到用枯草桿菌來把 ALDH2 送進腸道中。

他們的基改枯草桿菌株(Bacillus subtilis) ZB183™ 可以大量表現 ALDH2 來降解乙醛,主打在喝酒前先喝基改益生菌就可以讓狂喝又不會宿醉。

價格:三瓶的話是每瓶 $12 鎂

Reddit 上有人說有效,有人說只有第一次喝有效,之後就很慘。不過,Reddit 上的評論還是多,於是上 Amazon 看評論,發現其實滿高的,一千多個評價還有 4.4 顆星。

Sugar-to-Fiber


美國的飲食文化普遍不太健康,糖類太多而纖維素不足,導致腸胃道菌落無法健康生長。他們基改的枯草桿菌菌株 ZB423™ 可以大量表現果聚糖蔗糖酶(levansucrase),果聚糖蔗糖酶會把蔗糖分解成葡萄糖和果糖後,再把果糖串成果聚糖 levan。西方飲食裡很少有 levan,但納豆裡很多,它是水溶性纖維。



價格:採訂閱制,一罐 28 包共 $60 鎂,每包 $2.14。如果只想試一次看看的話,就是原價一罐 $80,相當於每包 $2.86。

今年九月才上市,目前沒看到有評論,

好奇估狗了一下果聚糖蔗糖酶的反應,發現枯草桿菌(Bacillus subtilis 168)本身就有這個酵素(SacB),不知道 ZBiotics 的有什麼不同?

其他益生菌類解酒產品


目前市面上類似的競品有瑞典公司 De Faire Medical A 的 Myrkl,其酵母菌配方 AB001 主要成份為帶有枯草桿菌的米糠、維他命 B12、半胱胺酸(cysteine)和麥芽糊精(dextrin)等等。在他們只有 24 人的超小型臨床試驗中,測試者先吃益生菌膠囊一個禮拜後再喝酒,結果顯示可以有效降低血液中的酒精。看到這想說喝酒前還要先吃一個禮拜也太搞剛了吧?他們似乎是想用成保健品,主打可以保肝。Amazon 上的評價是 3.9 顆星。

韓國生技公司 Cell Biotech 的 ProAP4,則含有四種益生菌:Lactobacillus gasseri CBT LGA1, Lactobacillus casei CBT LC5, Bifidobacterium lactis CBT BL3 和 Bifidobacterium breve CBT BR3。雖然小型的臨床試驗顯示帶有 ALDH2 變異的人在使用喝酒後吃 ProAP4,血液中的酒精和乙醛有降低,但宿醉感並沒有改善,也許是因此到目前看起來還沒有上市。

另外還有中國的 Projoy,含有七種益生菌,以及印度的 Unique Biotech 的 Morning Breeze,用的是 Bacillus coagulans。

不過,以上四種都不是基改益生菌,沒有表現特別多的 ALDH2,單純靠益生菌本身的實力解酒。XD

不負責任感想


我在找解酒液成分的同時,發現韓國 Condition inno.N 解酒果凍和 Easy Tomorrow Q.one 解酒果凍很熱門,網路評論說效果很好,隔天完全無感。不過,可能因為是韓國的,美加 Amazon 的選項不多,大多是解酒丸和解酒果凍,而且比 ZBiotics 便宜很多,評價數量不多但也都有 4 顆星以上。如果是這樣的話,感覺韓國產品的解酒產品接受度會比較高,畢竟大多數人可能還是不是很喜歡 GMO,如果它又比較貴的話,除非它有解酒以外的的功效,例如護肝。

為什麼這麼說呢?一樣在找解酒成分的時候,看到有文章強調枳椇子只能解酒無法護肝,但是如果基改益生菌可以呢?會這麼說是因為看到有文獻的老鼠實驗顯示表現 ADH 和 ALDH2 的枯草桿菌可以減緩酒精引起的肝指數,如果 ZBiotics 可以提供此類證明,搞不好是個賣點。



另外,我比較訝異的是在讀創業過程的時候,看到他拿解酒益生菌去舊金山發給別想試喝時,竟然有人敢喝?!身為在實驗室工作,也有接觸乳酸菌的人,無法想像直接把實驗室裡的東西拿出去到處發給別人試喝,也許他有做過什麼處理,只是沒寫在公司部落格中,但還是 ⋯⋯ 只能說,如果我知道是直接從實驗室拿出來的,我不敢喝啊啊啊!

至於 Sugar-to-Fiber,我是不知道在有纖維粉可以吃的情況下,有多少人會吃益生菌,也許有人看中益生菌本身就對身體有益的附加價值?不過枯草桿菌本身就有果聚糖蔗糖酶的話,為什麼要特別去吃基改的?他們的果聚糖蔗糖酶轉換成 laven 的效率比較好嗎?我個人比較傾向直接吃蔬菜啦!



References:

ZBiotics 官網

ZBiotics - Funding, Financials, Valuation & Investors

Creating a Company Around Genetically Engineered Probiotics: ZBiotics & Zack Abbott, PhD — CuriousKocab

ZBiotics raises $12m Series A for its 'proudly GMO' probiotics

Proudly GMO: ZBiotics targets hangovers with designer probiotics



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2024年11月9日 星期六

你以為只有人類是飽暖思淫慾嗎?老鼠也是!

食物和性愛,如果只能選一個,你選哪個?

動物先天的生理行為除了吃喝拉撒睡外,還有社交和交配等等,人類的選擇可能會有所不同,但對動物來說,哪個比較重要呢?

側下視丘(lateral hypothalamus)是進食中樞


大腦中的側下視丘(lateral hypothalamus, LH)是進食中樞,因為裡面有會分泌瘦體素(leptin)的神經元,而瘦體素又和食慾有關。

德國科隆大學(University of Cologne)的神經學家 Korotkova 和其團隊想知道老鼠的選擇,於是研究了側下視丘中的神經元,看看分泌瘦體素的神經元是如何影響進食和非進食行為,例如社交和情慾交流,以及怎麽影響食物和社交在老鼠心中的優先順序。

研究人員將顯微鏡固定在老鼠頭上,利用光遺傳學(optogenetics)來觀察側下視丘中表現瘦體素素受體(leptin receptors)的神經元(LepR-expressing LH neurons, LepRLH),以及分泌神經調壓素(neurotensin, NtsLH)的神經元的活動,這樣當老鼠探索環境和進行社交活動時,就可以觀察個別神經元的活動。

瘦體素神經元和報復性飲食


瘦體素是一種抑制食慾的激素,通常是在能量飽滿時產生的。它會讓動物有飽足感,不再繼續攝取能量,而飽足感可以讓動物將注意力從食物上重新集中到其他事情上。

他們用影像來觀察老鼠側下視丘裡的瘦體素神經元對食物的反應,看有食物的時候,哪些神經元比較活躍,或是被抑制。

老鼠先是有吃不完的食物和水,讓牠們進入飽足的狀態,接著節食 24 個小時(急性節食),之後讓牠們有兩個小時的吃到飽時間,然後再讓牠們節食五天(慢性節食),在每個階段都觀察牠們的進食行為,以及神經元的反應。在老鼠處於吃到飽環境的時候,也同時觀察牠們的進食行為,並分成兩種:一種是吃得比平均多的不節制老鼠,另一組是吃的比較少的有自制力老鼠。

他們發現有一半以上的瘦體素神經元不只會對食物有反應,當老鼠吃多了的時候也會有反應。其中有的神經元在看到食物的時候會被激發,也就是 food-excited LepR-LH neurons,這時候會產生飽足感,並降低食慾;有的瘦體素神經元的則是被抑制,即為 food-inhibited LepR-LH neurons,這時候會增加進食。

他們也發現在急性節食後,雖然體重減少了 5%,但之後有輕微的報復性飲食。而節食五天後,體中雖然減了 15%,但後的報復性飲食比較高。另外,不節制老鼠在節食後,leptin receptor-expressing (LepRLH) 神經元會被抑制,報復性飲食的情況也比自制力老鼠嚴重。如果用燈光去激發瘦體素神經元的話,可以抑制報復性飲食。

由此看來,瘦體素很重要。

他們把瘦體素打進老鼠體內後,跟之前的研究結果一致,瘦體素降低了老鼠的進食。在和節食後再看到食物後會有反應的神經元比較後,發現瘦體素會激發那些會被食物激發的神經元。

瘦體素也會影響飲水多寡


接者,他們想知道瘦體素神經元除了調節進食外,是不是也調節進水。

他們一樣先讓老鼠無限暢飲後限制他們喝水,造成牠們生理上需要水的情形,然後觀察瘦體素神經元的反應。

他們發現不管生理上有沒有缺水,神經元都會對水有反應。在生理缺水的情況下,水選擇性(water-selective)的神經元會被抑制。如果這些神經元被激發的話,就算老鼠渴了也不太會喝水。

食物和情慾交流之間,老鼠選擇哪個?


瘦素會讓人感到滿足,會因此讓老鼠改變選擇嗎?

他們發現,被注射瘦體素的老鼠,除了飲食減少外,社交活動卻增加了。他們想知道,食物、水和情慾交流在老鼠心中的排序是如何,是否也是被瘦體素調控。

他們把公鼠放在一個有食物、有水、有妹子的環境,看看瘦體素神經元有何反應。

他們發現老鼠吃飯時,LepRLH 神經元會被抑制,但當老鼠與未來有可能一起啪啪啪的異性(潛在啪啪啪夥伴)進行互動時,同樣的 LepRLH 神經元中有 60% 會被活化,而當老鼠與相同性別的老鼠互動時,這些神經元並沒有被活化。

有趣的是當他們刺激 LepRLH 神經元的時候,吃到飽老鼠幾乎不受影響,但突然沒宵夜吃而很餓的老鼠吃東西的速度不但變慢外,還會花更多時間與潛在啪啪啪夥伴進行社交。而一直被節食而長期處於挨餓狀態的老鼠,LepRLH 神經元被活化後的食慾並沒有因此改變。

令人訝異的是就算老鼠被餓了一天,只要用光啟動瘦體素神經元,老鼠會在性和食物之間選擇性。不過,如果餓了五天的話,食物還是比較重要,因為餓到沒力氣的話,就算有性也心有餘而力不足。



那有沒有和受體素相反的神經元呢?研究團隊發現有的神經元會分泌一個叫神經調壓素(neurotensin)的賀爾蒙,刺激這些神經元的話,老鼠會在水、食物和情慾交流之間選擇水。



Articles:

Nature | Sex, food or water? How mice decide (2023)

Technology Networks | Mice Choose Sex Over Food, Even When Hungry


Publications:

A Petzold, HE van den Munkhof, R Figge-Schlensok & T Korotkova. Complementary lateral hypothalamic populations resist hunger pressure to balance nutritional and social needs. Cell Metab (2023) DOI: 10.1016/j.cmet.2023.02.008










2024年10月5日 星期六

貓為什麼愛玩木天蓼(マタタビ)和貓薄荷?

眾所周知,貓會玩貓薄荷(catnip, Nepeta cataria)和木天蓼(Silvervine, Actinidia polygama; 日文 またたび),玩的方式包括舔、咬、摩擦臉和頭以及打滾。

不過,沒人知道為什麼貓會這麼愛玩木天寥和貓薄荷。日本岩手大學和名古屋大學,以及英國研究團隊對這種神秘行為進行了調查,發現了一個出乎意料的原因。

什麼是木天寥(マタタビ)?


木天蓼的日文是マタタビ,是一種落葉藤本植物,分佈於日本、中國和朝鮮半島。貓聞到這種氣味的時候會表現出「マタタビ反応」,例如舔、咬、摩擦臉和頭部以及打滾。日本人一直以來都熟悉貓在接觸マタタビ後的反應,並且在江戶時代的浮世繪和農業書籍中都有記載,甚至還有一句諺語和此有關 ——「猫にマタタビ」,是一個用來形容「非常喜歡的東西』或有「很大的影響」的諺語,大概就是桃子對於我來說就像是貓的マタタビ這樣吧。其他貓科動物,如豹和獅子,也對木天寥有同樣的反應。

然而,為什麼只有貓科動物才會有這樣的反應呢?

名古屋大學生物農業科學研究生院教授西川俊夫多年來一直對這個問題感到好奇,並想找出答案。然而,西川的專業是有機化學,也和貓不熟,於是他找了岩手大學裡和貓很熟的的宮崎雅雄教授一起研究。

宮崎教授專門研究貓的行為和生理學,他會答應要一起研究是因為對マタタビ反應也很感興趣,而且其中引起マタタビ反應的化學物質在市面上買不到外,也很少有人可以合成出來。

マタタビ葉子中讓貓咪感到愉快的 nepetalactol


據說在 60多年前,大阪市立大學名譽教授目武雄等人發現,マタタビ反應是因為マタタビ中含有多種被稱為「マタタビラクトン」的物質。

西川和宮崎的研究團隊在經過分析後,發現貓薄荷和木天蓼的葉子中的マタタビラクトン即是含有 iridoids 的化學物質,包括 nepetalactol 和 nepetalactone。他們決定先找出マタタビラクトン中可以引起貓反應的最強物質,他們用 GC/MS 分離出各個 fractions 後,用貓來測試哪個能讓貓感到愉悅。在找出是 nepetalactol 後,把濾紙泡在 nepetalactol 後再讓貓聞來確認,果然貓會用臉去摩擦用 nepetalactol 泡過的濾紙。

他們測試了25 隻實驗室貓,30 隻野生貓以及幾隻大型貓科動物,包括一隻東北豹,兩隻美洲豹和兩隻歐亞山貓,看牠們對浸泡過 nepetalactol 的濾紙有何反應,結果發現所有貓都對泡過 nepetalactol 的濾紙有反應。相較之下,狗和實驗室小鼠對泡過 nepetalactol 的濾紙興致缺缺。

此外,他們也和大阪天王寺動物園,以及神戶市王子動物園合作,用大型貓科動物來實驗牠們對 nepetalactol 的反應,結果美洲虎、阿穆爾豹和西伯利亞山貓都有マタタビ反應。基於這些結果,確認了 nepetalactol 是導致貓咪出現マタタビ反應的重要物質。

Nepetalactol 會讓貓咪產生腦內啡


當貓出現マタタビ反應時會看起來很陶醉,到底マタタビ是怎麼影響著貓的大腦?

在人類身上,讓人感到愉悅的是當 μ-opioid 神經系統活躍起來的時候。

研究團隊認為,マタタビ反應也可能也是因為鴉片獎勵系統。

為了測試貓的マタタビ反應是否也是受到鴉片獎勵系統的調控,他們讓貓接觸 nepetalactol 以誘發マタタビ反應,然後在反應前後採集血樣,檢查腦內啡(β-endorphin)濃度的變化,β-endorphin 是大腦中活化 μ-opioid 系統的神經傳導物質。

他們發現,β-endorphin 的濃度在マタタビ反應後增加,而當他們用藥物抑制了 μ-opioid 受體後,nepetalactol 便無法讓貓有陶醉的感覺。也就是說,マタタビ 會啟動 μ-opioid 獎勵系統,讓貓感到愉悅。



貓薄荷也吸引貓,只是它的主要成分是 nepetalactone


木天蓼和貓薄荷葉子對貓的吸引力是一樣的,不過貓薄荷和木天蓼被揉爛後散發的化學成分不太一樣,木天蓼的是很多成分混合的雞尾酒,但是以 nepetalactol 為主,而貓薄荷在被咬爛後散發出來的只有 nepetalactone,且在揉爛或咬爛後,釋放出的活性成分增加了 20 倍,還是マタタビ的 40 倍。

木天蓼葉子本身就可以讓貓快樂,為什麼還要咬它?


1950 年代的研究顯示,貓可以嗅出葉子裡的マタタビラクトン。

貓只要舔和打滾就可以很開心了,為什麼還要咬和搓揉葉子?

研究團隊於是近一步分析沒被咬過、完整的木天蓼葉子和被貓咬爛,以及被人手揉捲的葉子裡面的化學成分,發現被貓咬爛和被手揉爛的葉子散發的 iridoids 量比較多,種類也較多,很少有單一種化學物較高,通常是五種不同的化學物混合在一起而成的木天蓼化學物雞尾酒。

咬爛的マタタビ與完整的マタタビ相比,nepetalactol 和マタタビラクトン的總釋放量增加了 10 倍以上。在完整的葉子中,80% 以上的活性成分是 nepetalactol,但在受損的葉子中,nepetalactol 和マタタビラクトン的成分比例約為 50-50。

接著,他們測試了貓對木天蓼雞尾酒的反應,他們把完整的葉子和被揉爛的葉子放在盤子上,遞到貓前面,發現貓對被揉爛的葉子比較有興趣,會一直去舔它和玩它。接著,研究人員合成了這些木天蓼雞尾酒,貓同樣也很愛這個合成的木天蓼雞尾酒,貓喜歡這種混合協調的味道勝過於單一的味道。

之前,人們以為是木天蓼裡的 nepetalactol 深深吸引著貓,但這個研究發現,雖然天然木天蓼雞尾酒裡 nepetalactol 本來就比較高,貓還是喜歡木天蓼雞尾酒勝於單一的 nepetalactol。

マタタビ還有驅蚊的效用


在之前的研究中,他們發現マタタビ中的 iridoids 可以有效驅除白線斑蚊(Aedes albopictus),也許貓這麼喜歡在葉子上打滾玩耍是為了驅蚊?

他們把一個裝有 nepetalactol 的盤子、一個裝有マタタビ的盤子和一個什麼都沒有裝的盤子放在裝有大約 20 隻蚊子的箱子裡後,觀察了 10 分鐘,發現蚊子明顯飛離了 nepetalactol 和マタタビ。

同樣,在一個裝有 30 隻蚊子的籠子內,停在塗有 nepetalactol 貓咪上的蚊子只有未塗抹貓咪的一半。另外,當貓在玩木天蓼葉子的時候,吸引到的蚊子也只有沒玩的一半。顯然,貓咪確實因為 nepetalactol 變得不容易被蚊子叮咬。

除此之外,比起被咬爛的貓薄荷葉子,被揉捲起來的葉子比較吸引貓,驅蚊力也比較強。不過,和木天蓼雞尾酒相比,需要較大量的貓薄荷雞尾酒才能達到同樣吸引貓和驅蚊的效果,葉子本身的吸引效果是一樣的是因為貓薄荷散發的化學物本就比較多。

岩手大學和名古屋大學的研究團隊已申請了專利,可能開發出針對傳播日本腦炎和 Zika 熱等傳染病的驅蚊劑。

マタタビ是個可以放心讓貓玩的好東西


貓被訓養後,最怕的就是無聊,為了不讓貓咪感到無聊,市面上很多貓玩具,有些貓玩具會有味道,讓貓可以玩得更開心。除了貓玩具外,貓薄荷和マタタビ也會用來給貓玩,由於貓玩了之後會出現一種類似上癮的陶醉反應,因此貓奴們會擔心是否會有讓貓上癮的危險。

研究團隊測試了不同比例的成分,發現比起完整マタタビ葉子中 nepetalactol:other iridoids 為 9:1 比例,貓最喜歡 nepetalactol:other iridoids 為 1:1 的比例。另外,他們也發現貓在長時間暴露在マタタビ下之後,並沒有上癮的狀況,也沒有讓貓感到壓力,對肝和腎臟也沒影響,因此可以放心的讓貓咪玩。


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Articles:

Intoxicating chemicals in catnip and silver v | EurekAlert!

ネコがマタタビ好きな理由を解明した宮崎雅雄教授に、奥深いネコの魅力を聞いてみた! | リケラボ

ネコのマタタビ反応の謎を解く 第2弾! ~完全肉食のネコがマタタビを舐めたり噛んだりする理由が明らかに~|国立大学法人 岩手大学

「ネコにマタタビ」は蚊を避けるため 謎の行動を遂に解明 | Science Portal - 科学技術の最新情報サイト「サイエンスポータル」

Cats’ strange reactions to catnip make it a better insect repellent | EurekAlert!

Catnip’s insect-repelling powers grow as Puss chews on it

When Cats Chew Catnip, It Works as a Bug Spray | Science| Smithsonian Magazine

「ネコにマタタビ」は蚊を避けるため 謎の行動を遂に解明 | Science Portal - 科学技術の最新情報サイト「サイエンスポータル」

ネコがマタタビをなめ、かむのは、防虫効果を高めるため 岩手大など | Science Portal - 科学技術の最新情報サイト「サイエンスポータル」


Papers:

The characteristic response of domestic cats to plant iridoids allows them to gain chemical defense against mosquitoes. Science Advances (2021) DOI: 10.1126/sciadv.abd9135

Domestic cat damage to plant leaves containing iridoids enhances chemical repellency to pests. iScience (2022) DOI: 10.1016/j.isci.2022.104455

R Uenoyama, S Ooka et al. Assessing the safety and suitability of using silver vine as an olfactory enrichment for cats. iScience (2023) DOI: 10.1016/j.isci.2023.107848

M Miyazaki & R Uenoyama. Chemical Pest Defense by the Innate Response to Silver Vine and Catnip Plants in the Domestic Cat. Chemical Signals in Vertebrates (2023) DOI: 10.1007/978-3-031-35159-4_21










2024年9月30日 星期一

藥物開發的流程 - Discovery & Development

(這篇是 Novartis 開在 Coursera 上的 GCP 課程,如果有人好奇是在上什麼的話,可以參考這篇,基本上分成三堂課,總共約十個小時,一天就可完成。)

開發藥物的目的就是治療疾病,在開始之前要先知道你想治療什麼疾病,它致病的機制是什麼,針對機制來開發標靶藥物,例如某傳染病是由某個病毒感染所造成的,你就會需要知道病毒是透過什麼蛋白進入細胞的,它進入細胞後是怎麼繁殖的,哪個病毒蛋白最重要,之後就可以針對這個蛋白設計藥物,像是抑制該病毒蛋白的小分子等等。

藥物開發是一個很漫長且花費極大的過程,一顆藥物的研發通常需要超過十年,根據 Pharma 的報告,一顆藥物需要約 $2.6B。

藥物開發(Drug Development)


藥物開發分為兩個階段:Discovery & Development

Discovery


Discovery 又分為幾個階段:

* 探索 (Exploratory):研究要針對哪些疾病,它的致病機制和致病的蛋白、基因等等,例如帕金森氏症(Parkinson’s disease, PD)是因為神經細胞裡的 α-synuclein aggregation 造成 Lewy bodies (LB),進而導致神經細胞死亡,因此可以針對 α-synuclein 開發藥物。

* 發現 (Discovery):從上萬種大小分子中找到針對目標蛋白的藥物

* 最佳化 (Optimization):改善藥物療效和安全性等等

* 臨床前期 (Pre-clinical):老鼠試驗,確定是否適合人體,以及估算使用在人體上的劑量。

Development


Development 基本上就是臨床試驗,分成四期:

第一期 Phase I:測試藥物安全性,通常是用健康個體,人數少於 100。癌症藥物是例外,因為癌症藥物通常都有毒性,在健康個體上測試不符合醫學倫理,所以第一期會直接在患者身上試驗。

第二期 Phase II: 測試藥物療效以及最佳劑量,通常超過百人。

第三期 Phase III:
* 確認第二期的結果,以及藥物使用風險,是否比現有的治療藥好,通常超過千人。
* 需要整理資料和相關檔案成 registration dossier 送審,包括藥物療效和安全性。
* 上市後也要持續追蹤其安全性

第四期 Phase IV: 在藥物核准並上市後繼續追蹤其安全性,收集第三期未能收集到的資料,例如藥物在各種族裔上的療效和安全性。

臨床試驗流程


臨床試驗通常有幾個步驟,包括:

1. 建立臨床研究計畫:這個部分由藥廠執行,內容包括:

* 病患的資格標準(eligibility criteria):又稱 inclusion/exclusion criteria,根據藥物決定患者標準,例如年齡、性別等等。
* 藥物劑量和安慰劑
* 治療方式:該疾病現有的標準治療方式(Standard of Care)是什麼?有些臨床試驗是和目前的治療相比,看療效有沒有比較好。
* 療效測量標準和方式
* 臨床資料收集和管理方式及流程

2. 找到配合醫院和負責醫生(Principle Investigator)

主要是看該院有沒有足夠的病患數量、醫院的設備和協助臨床試驗的醫護人員等等,配合的醫護人員需要受過訓練,確定他們能夠依照 SOP 執行。這個部分會由藥廠(Sponsor)派出臨床研究助理(CRA, clinical research associate)去醫院視察,確定配合醫院符合規定,以及確認負責醫生和醫護人員了解細節。

3. 收集必要文件給 IRB (Institutional Review Board)審核

這些文件主要是確認所有流程有符合 GCP 標準,最重要的是要以患者利益和醫學倫理為優先,所有文件需得 IRB 核准後才可以執行,如果中間計畫有微調,也需要報告 IRB,得到許可後才可以開始調整過的步驟。文件包括:

* 研究主持人的 CV:也就是負責的醫生
* 臨床計畫(Study Protocol)
* 研究主持人手冊(Investigator's Brochure)
* 病患招募計畫和流程(Patient Recruitment Materials)
* 病患同意書(Informed Consent Form)
* 財務揭露(Financial Disclosure Form)
* FDA 表格:Form FDA 1572

4. 臨床研究執行

參與人員除了藥廠方負責的 CRA 和主要研究主持人外,還有一位副主持人可以在主要主持人不在的時候做決定等等,參與的醫院除了參與研究的醫護人員外,通常還會有一個 coorindator 來協助研究主持人。
* 追蹤治療狀況
* 是否有不適反應(Adverse Events, AEs)?所有不適反應,尤其是嚴重的反應(serious adverse events, SAEs),都需要寫報告,並且立即通知 sponsor。

5. 臨床研究結束:收集和分析資料後送 FDA 審核

總結


臨床試驗在藥物研發上非常的重要,因此除了實驗設計需要仔細規劃外,各個環節也需要遵守 GCP 規範並得到 IRB 委員核准,而這一切都是為了病患的最大利益著想,確保參與病患的權益和安全不會因參與臨床試驗而受損。



參考資料:

Novartis Clinical Trials: Good Clinical Practice Specialization (Coursera)
PhRMA.Org












2024年9月10日 星期二

貓為什麼愛魚味?🐟

你是貓奴嗎?當你的貓主人食慾不佳的時候,該怎麼辦呢?

英國 Waltham Petcare Science Institute 的研究團隊發現,貓的舌頭有うまみ的受體,會微調鮪魚(マグロ)裡富含的某些分子的味道。懂點日文的大概知道,うまみ指的是肉的鮮味,我最先想到的就是烹大師和鰹魚醬油的味道,任何菜只要加了這兩樣就會好吃。XD

人生五味


說到うまみ,就要提一下人生五味:酸、甜、苦、辣、鹹。

啊,不是,是味覺五味!味覺五味是哪五味?

酸味、甘味、苦味、塩味,和第五味的うまみ。

日本食物對台灣人來說應該不陌生,也知道日本高湯,也就是出汁(だし)是用昆布熬煮出來的。1907 年的時候,東京大學的池田菊苗博士想找出昆布高湯的鮮味來源,於是用水熬出 12 公斤昆布的精華來分析。它發現在酸性的情況下,可以產生麩氨酸(glutamic acid)的結晶,但麩氨酸是酸味。當他將麩氨酸溶於水中,並用 NaOH 去中和後,則會產生 MSG (monosodium glutamate)的結晶,也就是大家知道的味精。MSG 的味道和基本四味酸甜苦鹹嚐起來不一樣,他稱之為うまみ,並得到了製造味精的專利,うまみ之後也被國際認證為第五味。而後,日本味の素(Ajinomoto®)的鈴木先生與池田博士共同獲得了味精專利的共同股份,台灣也早在 1910 年透過獨家代理在台販賣。

另一個常被用於熬煮高湯的則是鰹魚(カツオ)。1913 年的時候,池田菊苗的學生小玉慎太郎讓高湯產生鮮味的是 5'-inosinate。爾後,1957 年時,國中明發現 5'-guanylate 也會產生鮮味,為香菇的鮮味來源。

麩氨酸、5'-inosinate 和 5'-guanylate 為うまみ的三個重要分子。

貓的味蕾


貓的味蕾很獨特,牠們沒有可以偵測糖的味蕾,無法嚐到甜味。英國的風味科學家,也是該研究的第一作者 Scott McGrane 解釋,這可能是因為肉中沒有糖,在演化中,如果你不會用到它,那它就會漸漸消失,而且貓味蕾上的苦味受體也比人類少。

那在感受鮮味的受體上,貓和人類有何不同?


人類和大多數動物有兩個偵測うまみ的受體基因 — Tas1r1 和 Tas1r3,這兩基因轉譯後的蛋白會結合在一起成為うまみ的受體。McGrane 和他的同事解剖了因為健康問題而被安樂死的六歲公貓的舌頭,做了基因定序後發現,貓的味蕾同樣有 Tas1r1 和 Tas1r3 基因,但是和人類的基因序列比對後,發現的兩個不同之處。

人類的うまみ受體有兩個重要位置,也就是 Tas1r1 上在 170 和 302 上的丙胺酸(alanine),會和食物中游離的麩胺酸(glutamic acid)和天門冬胺酸(aspartic acid)結合,活化うまみ受體,但是這兩個位置在貓的うまみ受體上是突變的(ALA170GLU, ALA302AS),這對貓的味覺有何影響?

研究團隊基改了培養細胞,讓它們在細胞表面表現うまみ受體,然後加入各種氨基酸和核苷酸(nucleotides),看看細胞有什麼反應。他們發現,人類的うまみ受體會先和氨基酸結合,然後核苷酸放大反應,但是貓的うまみ受體則是反過來,核苷酸會先和うまみ受體結合,然後氨基酸放大反應。

貓的うまみ受體對很多核苷酸都有反應,尤其嘌呤(purine)能引起最大的反應,而對單一的氨基酸沒有反應。不過,雖然單一氨基酸引不起反應,但其中有 11 種 L-氨基酸(L-Alanine, L-Asparagine, L-Cysteine, Glycine, L-Histidine, L-Leucine, L-Methionine, L-Phenylalanine, L-Serine, L-Tryptophan, L-Tyrosine)和核甘酸在一起的時候,有加強的效用。由於貓的うまみ受體在 170 和 302 的位置上的突變,L-glutamic acid 和 L-aspartic acid 沒有加強的效用。

貓最喜歡哪味?


在最後的貓體實驗,研究團隊讓 25 隻貓接受味覺考驗,他們放了兩碗水在貓面前,一碗裡面有各種氨基酸和核苷酸,另一碗就只是水,看貓喜歡哪一碗。

如果是你,你喝得出來差別嗎?

貓似乎喝得出來,牠們比較喜歡裡面含有各種氨基酸和核苷酸的水,尤其是裡面含有組氨酸(histidine)和肌苷單磷酸(Inosine 5ʹ-monophosphate, IMP)的這個組合,因為會放大うまみ的味道,而這兩個是鮪魚裡富含的分子。另外,有意思的是貓咪並沒有比較喜歡味精,也就是 MSG (monosodium glutamate, MSG),可能是因為突變,麩胺酸無法活化うまみ受體的緣故。



明治大學農学部裡專門研究味覺演化,熱愛うまみ的分子學家戸田安香表示,這和她的個人經驗相符。當她還是獸醫學生時,如果遇到沒胃口的貓,她就會在貓的食物上撒柴魚片,效果非常好!


Articles:

Science | Why do cats love tuna so much? Scientists may finally know


Publicaitons:

SJ McGrane, M Gibbs, C Hernangomez de Alvaro et al. Umami taste perception and preferences of the domestic cat (Felis catus), an obligate carnivore. Chemical Senses (2023) DOI: 10.1093/chemse/bjad026

K Kurihara. Umami the Fifth Basic Taste: History of Studies on Receptor Mechanisms and Role as a Food Flavor. Biomed Research International (2015) DOI: 10.1155/2015/189402










2024年9月6日 星期五

JobScan 的線上求職講座 - 如何寫履歷?

今天有幾個 JobScan 的線上求職講座,分成履歷、LinkedIn、面試幾個部分,我覺得比較有用的部分都是在講履歷上。LinkedIn 的我覺得還好,很多都是已經知道的,重點就是 About 的地方不要直接從履歷的 Summary 貼過去,要有人味一點。面試的那場普普,就沒有紀錄了。

Key Notes


增加面試機率的幾個點

1. 通常履歷上會寫你的職位是什麼,但是那個職位最好是用你要申請的那個職位,而不是現在的職位,這樣可以增加面試機率。

2. 有附 cover letter,雖然有些人說 hiring manager 沒那麼多時間看,但根據他們的調查分析,有附 cover letter 的話面試機率比較高。

3. Professional Certificates: 有的話就通通放上去,可以增加面試機率 2.9X。

4. 有寫學歷,這點通常都會寫,但找工作的不一定都有接受高等教育,沒有的可能就沒寫,所以他強調要寫學歷。

履歷 Resume


1. 整份履歷不要超過 500 個字

有些人會問履歷要幾頁才好,一頁內還是兩夜?講者說,重點不是幾頁,而是字數,不然大家也是可以把字體縮小到全部塞在一頁啊。

初階、中階的職缺,履歷介於 300 - 500 個字,高階或你有 15 年以上的工作經驗才要到 500 - 600 個字。

為什麼?因為太長人家根本看不完。把你的履歷拿給朋友看,然後計時一分鐘,時間到了以後,問你朋友記得什麼?通常只記得前面的,因為後面都沒看到時間就到了。

不過,LinkedIn 的話就是越長越好,把你所有的工作經驗和 certificates 全都放上去。

2. 用太多的 And 或是 as well as

用 "Ctrl + F" 看看你的履歷上有多少 "and",講者建議不要太多,每句都兩個 "and" 就太多,他通常都會這樣檢視自己的履歷有沒有太多 "and",有的話就刪掉。

為什麼太多 "and" 不好?因為很多 "and" 就表示你的句子太長,不好閱讀。

3. Summary 的地方要有人味

有人味的意思就是要讓人看到你的人格特質,因為大家都是想找個好相處的同事。

這個部分有兩個目的:一是要讓你得到面試,二是要幫助你面試。

幫助面試的意思就是讓你在面試的時候,能夠和 hiring manager 有話題聊。

怎樣才會有人味?

* 要原創:沒有太多人跟你一樣
* 要有價值:就是履歷本身看不出來的
* 非正式:打破正式的語氣

例如:Professional programmer with 5+ years of experience in C++, Python, and Java.

每個人都這樣寫,HR 看幾百份都這樣的,看到都麻木了,然後 5+ yrs of experience 也是在你的工作經驗那邊就看得出來了,不需要在 Summary 的部分再寫一次。

舉例來說,以下這四個介紹,哪個會讓你印象深刻?

A: "Professional programmer with 5+ years of experience in Python, C++, and Java."

B: "Mission-driven, detail-oriented physicist working in the biotech industry for over a decade with 4 years of management experience.”

C: "Dedicated research associate. Detail-oriented, self-disciplined, and organized with strong ability to multitask.”

D: "Marketer, researcher, optimization junkie, named "Marketo All-Star" in 2019, stepped on Larry Page's toes."

看到這個就想到黃大謙的這支影片 🤣:修改你們糟糕的工作履歷



4. 工作內容用列點式,並且要有合理的成就,以這個形式書寫:Power verb - Method/skill - results

例如:Improved ____ through (method/skill), resulting in (% incresase)

這個公式可能大家都聽過,但對我來說困難的點在於有很多工作是很難量化的,那個 % 的數據是怎麼來的?

講者表示,不需要執著於寫一個準確的數字,用估算的數字就好了,沒人有時間去計算你那個數字有沒有算對。

至於要怎麼量化?我的工作內容無法量化怎麼辦?例如我只是一個咖啡店的咖啡師,每天的工作內容都一樣是泡咖啡,要怎麼量化?

講者說,每個人的工作都可以量化,以咖啡師的例子來說,你可以估計每天有 200 位客人,就可以寫每天成功做出 200 杯以上的咖啡。

另外,就是要列出 skills,通常會有 13 - 15 skills。

5. 要有 JD 上的關鍵字!

大家可能都知道,現在很多公司都用 ATS 掃履歷,但這是怎麼運作的呢?

講者說,它其實就是就是像 Google 搜尋一樣,HR 會用關鍵字在 ATS 資料庫裡搜尋。例如它的 JD 上寫說它要找一個寫關於人工智慧(ML)的作家或內容產出者(content writer),HR 可能就會用 "ML" AND "writer" 下去搜尋,看哪些履歷會跳出來,因此履歷上的關鍵字跟 JD 上越像越好。

另外,他們說現在 ATS 的技術越來越好,所以很多都可以讀兩欄,也可以讀 text box,不過你有用 text box 的話,就全部都用 text box,不要只有一個地方用 text box。

我覺得這讓人好懂很多,你就想你是 HR 的話,你會用哪幾個關鍵字去搜尋。

6. 履歷上一定要有 JD 上的 job title

履歷上寫職稱的部分,通常都會寫你目前的職缺,但最好是寫你要申請的職稱,因為可以增加被 ATS 搜尋到的機率。

那如果你是轉職怎麼辦?你原本是會計,現在想跑去當空姐,總不能把履歷上的職稱寫空姐,因為你就不是空姐。

你可以寫:Professional accountant transitioning to Flight Attendant

這樣就可以把最主要的關鍵字放進履歷裡了。

7. 不要在履歷上顯露出你的年齡

這包括不要在學歷的地方標示你是哪一年畢業的,如果你某個工作做了十五年,也不要把年份寫出來。

沒人規定履歷一定要怎麼寫,履歷唯一不能犯的錯就是 typo。

我覺得這個有點難,因為現在很多公司都不是要 pdf 那種格式,就算是可以上傳 pdf,他也會自動轉成它自己的格式,然後再讓你修改,如果轉換後格式亂掉的話。通常它自己的格式都會要你填年份,這個就很難不填,沒填會顯示輸入錯誤,這種情況下就只好老實填寫。

8. 根據你的求職方向,準備三份不同的履歷。

每個工作申請應該只需要花 5 分鐘調整履歷,如果要花 15 分鐘就太多了。那三份履歷應該要客製化到只要依關鍵字微調到只要花 5 分鐘修改就可以寄出。


以上,大概就是我覺得比較有用的。










2024年9月2日 星期一

次世代胜肽藥物公司:起源於東京大學的 PeptiDream

這篇將介紹這家公司的核心技術、藥物開發策略、商業模式和合作夥伴。一直想介紹這家公司,為什麼呢?可能因為他是做 peptide 的吧!

PeptiDream 是一家日本生技公司,2006 年的時候成立於東京,是東京大學的 spin-off。創立者之一是東大教授菅裕明,在麻省理工大學唸化學博士班,1994 年畢業後先在美國任教一陣子,後來到東京大學先後擔任助理教授和研究所教授,其專業領域是生物化學,用酵素合成各種胜肽,也是 PeptiDream 的核心技術 -- RaPID。

他自 2022 年起也擔任日本內閣府綜合科學技術的創新會議議員,以及日本化學會會長。

RaPID (Random Peptide Integrated Discovery)


天然的轉譯系統只能用經典的 20 個天然氨基酸合成胜肽,但是 RaPID 可以用擬天然的特殊氨基酸來合成特殊胜肽,也可以生成環狀胜肽,大大增加了胜肽的多樣性。

除了大家所熟知的那 20 個 L-amino acids,還有很多天然的特殊氨基酸,包括 D-amino acids 和經過轉譯後改造的(post-translational modification, PTM),例如 hydroxylation, methylation 和 lipidation 等等。另外,也可以化學合成氨基酸。

大家知道的天然的轉譯系統,每個編碼(codon)都對應到一個氨基酸,但有好幾個編碼是對應到同一個氨基酸,並且只能用那 20 個經典氨基酸,就算有其他的天然氨基酸,編碼都被佔掉了沒有多的可以用,再來就是經過 PTM 的因為大小不合加不進去。

菅裕明的 RaPID 技術即是改造轉譯系統,把一些編碼空出來給特殊氨基酸用,例如 CGU, CGC, CGA 和 CGG 都被 Arginine 佔掉了,而他們的 RaPID 就是把其中兩個分配給特殊氨基酸,利用人工 RNA 催化酶 Flexizyme 把這些特殊氨基酸加進胜肽裡,並把它結成環狀。

PeptiDream 的環狀胜肽和 PDPS


PeptiDream 專攻的技術是胜肽(peptide),有點類似把藥物接在抗體上的 ADC (antibody-drug conjugate),他們的 PDC (peptide-drug conjugate) 則是把藥物接在胜肽上。

相較於抗體,胜肽體積較小,易於穿透細胞組織,但卻比較不穩定,在薬物代謝動力(pharmacokinetics)上也比較弱。為了克服這項弱點,他們的次世代 PDCs 著重於環狀胜肽(macrocyclic peptides),是把少於 20 個氨基酸長度的胜肽設計成環狀,使其可以在血液裡維持超過 24 個小時,不管是在穩定性上、活力上和活體內的效果上,都比直鏈型的胜肽要好。除此之外,他們在 20 種天然氨基酸外,還用了一些擬天然的氨基酸,可以依需求來調整環狀胜肽的特性。

他們主打的藥物開發技術是胜肽資料庫平台 PDPS (Peptide Discovery Platform System),它的核心技術即是 RaPID,利用這個技術和超過 3000 種特殊氨基酸隨機生產特殊胜肽,產生的資料庫有超過十兆個環狀胜肽,可以從中快速找到對標靶物有高親和性(affinity)和高特異性(specificity)的環狀胜肽,成功率為 95% 以上,也可以用它來優化。

藥物開發上的三種策略


PeptiDream 的策略其實和抗體差不多,也就是用環狀胜肽來接藥物或放射性同位素,也可以連接多個環狀胜肽來增加其特異性。

1. 小分子藥物和環狀胜肽,優點是體積小,但是親和性和專一性都可媲美抗體。

2. PDCs: 可以用環狀胜肽來運送化療藥物(cytotoxic-PDCs)、放射性同位素(RI-PDCs)和核酸片段(oligonucleotide-PDCs),具有抗體的優點,但是體積較少,穿透力較好。

3. MPC (multi-functional peptide conjugate): 有點類似多特異性抗體,就是把好幾個環狀胜肽,讓它可以靶向不同目標蛋白。


圖片/PeptiDream 官網

PeptiDream 的合作對象


PeptiDream 目前研發的藥物有一半是針對癌症的放射性同位素胜肽(RI-PDCs),不少大藥廠看好其發展性,它的合作對象包括 Novartis, Merck, Bristol Myers Squibb (BMS), Eli Lilly 和 RayzeBio。

它和 Novartis 的合作是從 2010 年開始,之後持續加碼,2019 年時開啟 RI-PDC 上的合作,也就是把 radionuclides 和 peptide 連結,2024 年 Novartis 又投資了 $180M 到合作的 radioligand 計畫,目前合作的藥物有三個,其中針對惡性膠質瘤(malignant glioma)的177Lu/68Ga-Integrin (FF58) 目前在第一期臨床試驗。

他們和 RayzeBio 的合作是從 2020 年開始,RayzeBio 是專門做放射性同位素藥物的,使用的同位素是目前較普遍的 actinium-225 (Act-225)。他們合作的兩隻藥物都還在研發階段,其中一個是針對肝癌(Hepatocellular Carcinoma)的 225Ac/68Ga-GPC3 (RYZ801/811),而後 RayzeBio 於 2024 年二月被 BMS 收購。

PeptiDream 和 BMS 的合作則是從 2010 年就開始了,利用他們的 PDPS 平台來開發 PD-L1 抑制劑,目前已完成第一期臨床試驗,不過由於商業考量,BMS 決定先暫停,雙方會再討論臨床結果看要怎麼繼續。他們另一個合作的 18F-PD-L1 (BMS-986229) 是利用放射性同位素作為癌症診斷,目前也已完成第一期臨床試驗,利用 PET 影像可以安全的偵測癌症細胞。

他們和 LinqMed 合作用來治療惡性腦瘤的 64Cu-ATSM 則已進入第三期臨床,在他們的第一期臨床試驗裡,包括不同腦瘤的患者,平均存活 29.4 個月,其中有 66.7% 的患者活超過一年,膠質母細胞瘤(glioblastoma)的患者有 55.6% 活超過一年,而通常活超過一年的只有 30-40%。

Eli Lilly 也是他們 2013 年就開始的長期合作夥伴,用來診斷的 8F-flortaucipir (Tauvid®) 已於 2020 年通過 FDA 許可並上市,可以用 PET 影像來偵測腦中的 tau neurofibrillary tangles (NFTs)。

其他的非放射性同位素藥物除了針對癌症外,還有和 Merck 合作針對發炎性疾病的藥物,目前都還在第一期臨床試驗。他和 AZ 與 Amolyt 合作的 GhR Antagonist (AZP-3813) 是針對肢端肥大症(acromegaly),已完成第一期臨床試驗,預計 2024 年年底會開始第二期臨床試驗。

除了合作的藥物,他們自己開發的有針對腎臟癌(Renal Cell Carcinoma, RCC) 的 225Ac/64Cu-CA9 (PD-32766) 和針對肥胖和肌肉疾病的 myostatin inhibitor,兩個都還在研發階段。



PeptiDrem 的股價最高的時候大約是個大藥廠再度加碼的時候,2021 年在 Q2 財務報告出來後跌了一波,可能是因為銷售額和前一年比少了約 $228M 日圓,不過有慢慢漲回來的趨勢。

PeptiDream 的子公司


另外,PeptiDream 還有一個專做生長激素(growth factors)和細胞激素(cytokines)子公司 PeptiGrowth,目前已有不少產品上市。該子公司於 2020 年成立,是由 PeptiDream 和三菱商事共股,分別持有 39.5% 和 60.5% 的股份。

之所以會成立這個子公司,是因為看見基因和細胞治療的興起,這類生物製藥需要大量培養細胞,因此需要大量的生長激素來促進細胞生長。目前的生長激素不是從動物血清裡萃取,就是透過基因工程的方式合成,這兩個方式都有污染的風險,且成本高。PeptiGrowth 可以用他們 PDPS 平台來大量生產,這是他們的優勢。

除了用在細胞治療上,另一個可用的地方就是培養肉。隨著永續發展 ESG 意識的崛起,人類飲食上也有所改變,希望藉由培養肉來減少碳排放,而培養肉跟培養細胞一樣需要生長激素,因此也是 PeptiGrowth 的另一個市場。

不負責任之個人意見


我個人覺得 peptide 除了不夠 stable 外,親和性和專一性都可以挑到跟抗體一樣好的,重點是它體積小,而他們的環狀胜肽可以解決不夠 stable 的問題。如果要我在 IgG, VHH 和 peptide 裡面排看好度的話,會是 peptide > VHH > IgG,本人就是偏愛體積小的,因為相較於抗體較好被清除外,也比較少免疫原性(immunogenicity)的問題。另外,以成本來說,胜肽應該也比抗體成本低,加上胜肽不需要在細胞內生產,沒有抗體有細胞污染和 endotoxin 的問題。未來,如果胜肽的效果和穩定性在人體內效果都跟抗體一樣好的話,怎麼想做胜肽都比較划算吧?XD

當然比較容易被清除可以是優點也可以是缺點,但我比較希望藥物是可以一完成任務後就被排出體外的那種。


相關文章:抗體藥物的不同應用


註:感謝臉書網友告知,才知道 PeptiDream 有子公司。有些資料是靠 ChatGPT 日翻中,有錯誤的話歡迎指正,感謝!


☕️ 如果你喜歡這篇內容,歡迎賞一杯咖啡。😊



資料來源:

PeptiDream 官網

PeptiGrowth 官網

J-Stage | RaPID システムが拓く新創薬戦略

CREST | 平成24年度採択 菅裕明

WO2016154675A1 - Platform for non-natural amino acid incorporation into proteins

US9701993B2 - Artificial translation/synthesis system

RayzeBio | PeptiDream Announces Strategic Partnership with RayzeBio for the Discovery and Development of Peptide-Radiotherapeutics - RayzeBio

bussinesswire | PeptiDream Announces Collaboration and License Agreement with Lilly to Discover Macrocyclic Peptide Drug Candidates

Fierce Biotech | Novartis pays PeptiDream $180M as radiopharma big bang continues










2024年8月18日 星期日

精準治療 — 單株抗體藥物在臨床上的應用

抗體藥物是精準治療(Precision Medicine)的一種, 因為它是針對特定情況做的治療,例如帶有某種變異基因的腫瘤。這篇將介紹單株抗體在臨床治療上的應用,包括已經通過 FDA 核准的雙特異性抗體和抗體藥物複合體外,還有放射性同位素標靶抗體藥物或胜肽、標靶蛋白降解劑抗體複合物,以及抗體核酸複合物等等。

藥物除了常見的小分子藥物外,還有大分子和細胞治療。

小分子就是化學物質,大分子則是生物製劑(biologics),例如蛋白質或抗體藥,細胞治療則包括 CAR-T 或基因治療等等。

蛋白質藥物包括胰島素或各種激素等等,抗體藥開始較大眾所知就是疫情時出名的 Regeneron 開發的新冠抗體藥。

抗體藥分為很多種,除了傳統的 IgG 外,還有分子較小的 scFv (single-chain fragment variable) 和只有鯊魚和駱馬才有的 VHHs,又稱 nanobodies。

有興趣的可以看這篇:關於抗體和抗體藥的一些小知識

抗體藥物有哪些?


抗體藥物主要用於精準醫療(precision medicine),目前大多為癌症藥物。這篇想整理的是抗體改造或加料過後的應用,大部分也都是針對癌症而開發的,包括雙特異性抗體和多特異性抗體,以及抗體藥物複合體和放射性同位素標靶抗體藥(RACs)等等。

Bi-specpfic Abs 雙特異性抗體藥


天然的抗體本身只能抓住一種抗原,但是經改造過後,可以把它的兩個 binding sites,也就是 Fab 的部分改成抓不同的抗原。

這個概念最早由 Nisonoff 和他同事提出來,並於 1960 發表在 Science 期刊上,不過近五十年後的 2009 年才有第一個 FDA 核准的 bispecific (bsAb) 抗體藥,為德國生技公司 Fresenius Biotech GmbH 研發的 catumaxomab (Removab®)。

為什麼要做這種抗體呢?因為如果能和不同的抗原結合,可以應用的地方就更多了,大致可以分為三種:

1. 連結免疫細胞和癌細胞(in-trans binding),藉此召喚免疫細胞過來殺癌細胞,通常都是透過 T 細胞受體 TCR (T cell receptors) 的 CD3。召喚 T 細胞來殺死癌細胞的又叫 T-cell engagers (TCEs),Removab 即屬於這種,一邊抓的是 T 細胞的 CD3,另一邊抓的是癌細胞的 EpCAM,不過它的 Fc 是第三個 binding site,會和其他的免疫細胞的 Fcγ 受體結合,例如巨噬細胞(macrophage)和自然殺手細胞(natural killer cells, NKs)

2. 連結同一個細胞上的受體(in-cis binding),藉此阻斷訊號傳遞。 針對癌細胞上的 RTK 受體(receptor tyrosine kinases)來抑制訊息傳遞,例如 EGFR 和 HER2,可以結合連結相同的受體,也可以連結不同的受體,例如 Merus 的 Zenocutuzumab 是連結 HER2 x HER3,而他的 NJ-61186372 則是針對 EGFR x MET。Zenocutuzumab (MCLA-128) 主要是針對 NRG1+ 的癌症,包括胰臟癌(PDAC)和非小細胞肺癌(non–small cell lung cancer, NSCLC),目前正在第二期臨床試驗。

3. 幫助受體組合,藉此促進受體活躍。這類抗體可以作為 agnoist,例如 Roche 正在研發中的 BFKB8488A 是針對生長激素 FGFR1C (fibroblast growth factor receptor 1C) 和 KLB (β-klotho),用於促進 FGF21 (fibroblast growth factor 21) 的訊息傳遞,進而治療第二型糖尿病。

Antibody-Drug Conjugates (ADCs) 抗體藥物複合體


抗體藥物複合體即是把抗體和藥物連結在一起,通常是化療藥物,透過抗體把化療藥物帶進癌細胞後才放出藥物殺死癌細胞,除了加強效用外,還可以減少藥物對正常細胞的傷害,希望可以取代傳統化療。

ADC 的結構和設計


ADC 的結構分成三個部分:Antibody - linker - Payload

抗體部分,目前常用的是 IgG1,除了它的穩定性較強,在體內的半衰期約 14-21 天外,透過 Fcγ 受體(Fcγ receptors, FcγRs)召喚先天免疫細胞,包括巨噬細胞和自然殺手細胞,也較少引起免疫原性(immunogenicity),減少引起抗藥抗體(anti-drug antibodies)的產生和過度的免疫反應的風險。

在抗體設計上會希望對抗原的親和性(affinity)很好,且標靶的抗原是在癌細胞上高度表達,但在健康細胞上表達有限的。在特異性(specificity)上也是要選著專一性較高的,另外就是需要有效的內吞(internalization)。除了用單一特異性的,也有用 bispecific,可以針對較多種類的癌細胞。

藥物(payload)的部分通常用的藥比傳統的化學治療藥物要強,包括 MMAE (monomethyl auristatin E), MMAF (monomethyl auristatin F) 和美登素(maytansine, maitansine)的衍生物 DM1 和 DM4。

抗體和藥物之間的連結(linker)可為可裂解(cleavable)或是不可切割的,目前的主流是可裂解的,因為不可裂解的需要把整個 ADC 都分解掉才能釋放藥物。可裂解的可以利用腫瘤和正常生理條件中的差異來裂解,例如腫瘤有比較低的酸鹼值或比較高的蛋白酶活性,ADC 在進入癌細胞後可以透過蛋白酶(protease)切開連結釋出藥物。

另外,也可以透過 linker 改善 ADC 的疏水性(hydrophobic)。由於小分子藥物有比較高的疏水性來保持它的 potency,因此若是 ADC 上有很多 payload,就會使它的疏水性增加,可能會導致它比較快被清除,或是有 aggregation 的風險。為了要解決這個問題,可以把 linker 設計的比較親水性一點,例如用 PEGylation。

市面上的抗體藥物複合體


在抗體和藥物的連結方式上,目前市面上已批准的是使用隨機的方式,但因為是隨機的,所以 payload 的數量(0-8, 4 可能最多)和位置無法控制。比較新的是定位連接法(site-specific),透過蛋白質工程可以設計連接的位點讓 payload 去連接,這個方法會使 ADC 比較穩定。

目前通過 FDA 核准的癌症 ADC 有 13 個,涵蓋超過 20 種適應症,主要為血癌和實質腫瘤(solid tumours)。這幾年投入 ADC 市場的生技公司和藥廠也不少,例如溫哥華因為疫情崛起的 AbCellera 和在地老公司 Zymeworks 都開始做 ADCs。大藥廠如 Merck 也於去年收購了研發 PBSEs (payload-binding selectivity enhancers) 的生技公司 Abceutics,PBSEs 的特點是它和 ADC 同時施打進體內,可以吸收掉被釋出癌細的藥物,減少它對正常細胞的損害。除此之外,Pfizer 也於去年收購了 Seagen 和它的四個已上市的 ADC 藥物。



最早得到 FDA 許可、針對實質腫瘤的 ADC 為 Genentech 的 KADCYLA® (trastuzumab emtansine),它於 2013 年獲得許可用於治療乳癌晚期,之後又於 2019 年獲得許可治療乳癌早期,抗體是針對 HER2 的 IgG1,戴的藥物是 DM1。近期較有名的 ADCs 可能是第一三共和 AZ 合作的 Enhertu (HER2 ADC, trastuzumab deruxtecan),它在 2019 年時通過 FDA 許可用於治療乳癌,也是針對表現 HER2 的癌細胞的 IgG1,藥物則是 DXd (topoisomerase I inhibitor)。今年初又通過許可以用在非小細胞肺癌,目前的適應症就有五個,包括乳癌、非小細胞肺癌、胃癌和實質腫瘤,替藥廠賺進了不少營收,2024 Q1 就有 $461M。

Radionuclide antibody conjugate (RACs)


除了帶化療藥物的 ADC,還有一種是帶放射物的配體(ligand)或抗體,是近年來的新歡,它比普通 ADC 有優勢的地方在於它不只可以用來殺死癌細胞,還可以用來觀察腫瘤的位置和藥物吸收的情形,希望可以用來取代傳統的放射線治療。

Radioconjugates


介紹 RACs 之前先介紹一下 radioconjugates (放射性配體共軛物),是直接把目標蛋白的配體和放射性同位素(radioisotope)連結。

目前已上市的放射性配體共軛物有 Novartis 用於治療胃腸胰神經內分泌腫瘤(gastroenteropancreatic neuroendocrine tumors, GEP-NETs) 的 Lutathera (lutetium-177 dotatate) 和治療攝護腺癌的 Pluvicto (lutetium-177 vipivotide tetraxetan),分別於 2018 年和 2022 年獲得 FDA 許可。Pluvicto 於 2023 年的營收則是 $980M,Lutathera 則是 $605M,比前年增加了 28%,錢景大有可為。

這兩個藥物都是用釋放 β 射線的同位素 lutetium-177,藥物在到達或進入細胞後,釋放出的輻射會破壞癌細胞的 DNA,藉此殺死臨近的癌細胞。Lutathera 針對的是表現在 NET 細胞上的受體 SSTR2 (somatostatin type 2 receptor),Pluvicto 則是用可以胜肽 vipivotide 來抑制表現在攝護腺癌細胞上的抗原 PSMA (prostate-specific membrane antigen)。

除了 β 射線外,還有 α 射線,它的範圍較小但能量較高,在殺死癌細胞上效果更好。另外,患者在接受 Lutathera 和 Pluvicto 治療後的一個禮拜內須要遠離孕婦和小孩,因為 Lu-177 的半衰期是一個禮拜,而 α 射線穿透的範圍較短,相較之下反而是個優勢。目前有好幾個 α 射線的臨床試驗,最普遍的放射同位素為 actinium-225 (Act-225), lead-212 (Pb-212) 和 astatine-211,像是 Novartis 的攝護腺癌藥物也有出的 Act-225 版本的 225Ac-PSMA-617,正在第一期臨床試驗中。

Bristol Myers Squibb 於去年花 $4.1B 鎂收購的 RayzeBio,它的 RYZ101 用的也是 α 放射的 actinium-225 (Act-225),同樣是針對 NET 細胞上的受體 SSTR2,主要是用來治療對 Lutathera 沒反應的患者,目前在第三期臨床治療。



Radionuclide antibody conjugate (RAC)


相較於放射性配體共軛物,放射同位素接在抗體上可以在體內維持較久,因為抗體穩定性較強,也因此比較適合接半衰期較長的放射同位素。

截至目前為止,只有兩個 FDA 核准的 RACs:

Zevalin (ibritumomab tiuxetan):於 2002 年獲得 FDA 許可,放射同位素是用 Iodine-131,抗體是針對 CD20,用於治療表現 CD20 的 non-Hodgkin's lymphoma。

Bexxar (tositumomab and iodine I 131 tositumomab):於 2003 獲得 FDA 許可,放射同位素是用 Y-90 (Yttriuim-90),抗體也是針對 CD20,用於治療表現 CD20 的 non-Hodgkin's lymphoma。

不過抗體的優點也是缺點,雖然它較穩定,可以在體內停留的時間較長,但用在放射同位素上就是個缺點,因此較小的胜肽反而比較有利。

生技公司 Y-mAbs 為此開發了一個解法,就是利用雙特異性的 scFv 設計了一個 SADA (Self-Assembling and DisAssembling),一邊是 anti-GD2,一邊是 anti-DOTA (同位素螯合劑),然後接一個可以拆開或組合成 tetramer 的蛋白,在他們的 YT 影片裡是說用 P53。治療分成兩個步驟,第一步是先把抗體打進去,組合成 tetramer 的會抓住癌細胞,monomer 則會在血液裡晃一晃就因為體積小排出去,接者再把同位素打進去,這時候抗體的 DOTA 就會抓住同位素,這樣就可以達到精準治療,又不會有 IgG 接抗體後停留在體內太久的問題,他們用來治療實質腫瘤的 GD2-SADA:177Lu-DOTA 目前正在第一期臨床試驗中。

除了用 scFv 外,也有公司選擇用小抗體 VHHs,例如溫哥華的生技新創公司 Abdera 是用 VHH-Fc,他們用來治療對小細胞肺癌(small cell lung cancer )和的為大細胞神經內分泌癌(large cell neuroendocrine carcinoma, LCNEC)的 ABD-147 是針對表現 DLL3 的實質腫瘤,用的同位素為 Act-225,目前正在第一期臨床試驗。

Degrader-Antibody Conjugates (DACs)


抗體可以接藥物外,還可以接 degrader,是指把目標蛋白降解,這個技術稱為 TPD (targeted protein degradation, TPD),通常都是利用 ubiquitin-proteasome system (UPS),藉由 E3 ligase 幫目標蛋白標記 ubiquitin (Ub),使它可以被 proteasome 降解。其方法是用 molecular glue,是可以把 E3 ligase 目標蛋白連結在一起的小分子,使目標蛋白得以被 E3 ligase 標記和降解。

另一個和 molecular glue 很類似的是 Arvinas 開發的 PROTAC (PROteolysis TArgeting Chimera),它的結構分成三個部分,兩側分別是 E3 ligase 和目標蛋白的配體(ligand),中間是連結兩側配體的 linker,可以把目標蛋白帶到 E3 ligase 進行標記和降解。

PROTAC 是 2001 年時由耶魯大學的 Dr. Craig Crews 首先發表於 PNAS,之後於 2013 年成立 Arvinas,目前大部分的藥物都還在第一期臨床試驗,不過他們用來治療乳癌的口服藥 Vepdegestrant (ARV-471) 已進入第三期臨床試驗,是針對 ER+ (estrogen receptors)/HER2- 的患者,2011 年時和輝瑞(Pfizer)合作開發和商業化。

DACs

PROTAC 和 molecular glue 都可以接到抗體上,抗體針對的是癌細胞表面的抗原,透過抗體和抗原的結合,把 PROTAC 或 molecular glue 帶進細胞,把目標蛋白帶到 E3 ligase 進行標記和降解。

目前在做這個的有和輝瑞合作的 Nurix,不過目前還沒有太多資訊。另一個是 2016 年成立的韓國生技公司 Orum Therapeutics (오름테라퓨틱),他們目前只有兩個藥物進到第一期臨床試驗,一個是針對 HER2+ 的 ORM-5029 (TPD2-GSPT1),DACs 透過抗體結合 HER2 進入細胞,之後被降解釋出 molecular glue (SMol007) 把目標蛋白 GSPT1 (translation termination factor) 帶到 E3 ligase 進行標記和降解,導致癌細胞死亡。另一個是用來治療急性骨髓性白血病(acute myeloid leukemia, AML),抗體的部分是針對 CD33,進入細胞後也是透過降解 GSPT1 殺死癌細胞,這個藥物已於 2023 年年底被 Bristol Myers Squibb (BMS) 收購。



Antibody-Oligonucleotide Conjugates (AOCs)


AOCs 在過去幾年也開始崛起,它是把寡核苷酸(oligonucleotide)和抗體連結,透過抗體運送寡核苷酸進到細胞內。它的連結方法有幾種,包括用化學反應直接連結,或是透過結合親和力(binding affinity),例如 avadin 和 biotin,也可以用離子相互作用(ionic interactions)。

AOC conjugation

AOCs 剛開始時是用於免疫染色作為診斷工具,好處是可以用限制酶切掉螢光團(fluorophore)後重複染色而不傷組織細胞。相較於 ADCs 和 RACs,雖然在共軛連結上較為困難,但它的優勢在於可以調控基因表現,目前大多數的研發是著重在 siRNA 和 ASO (anti-sense oligonucleotides),因此它的效用是看其抑制蛋白表現的程度。另外一個困難點是穩定性(stability),它在血液中的半衰期只有兩天左右,但和抗體連結在一起後可以增加到五天以上。

AOC in imaging

目前做 AOCs 的公司有 Avidity Biosciences,他們的 AOC1001 (Del-desiran) 是利用 siRNA 來降低突變的 DMPK (myotonic dystrophy protein kinase) mRNA,用以治療 DM1 (dystrophic myotonic dystrophy type 1),已進入第三期臨床試驗。

Extracellular vesicles (EVs)-Fc


除了用單一抗體,也可以利用外泌體(Extracellular vesicles, EVs)展示很多抗體。最近瑞典 Karolinska University 發表在 Nature Biomedical Engineering 的一篇研究是把帶有抗 Fc 的蛋白或結構域(domain)基因的載體送進會產生 EV 的細胞裡,例如 Protein A 或 Protein G 等等,使它可以把抗 Fc 的蛋白表現在外泌體外面。接著,把這些表現有抗 Fc 蛋白的外泌體和抗體混合,外泌體外面就會插滿了抗體,而外泌體裡面就可以裝化療藥物。目前還在老鼠實驗階段,但在老鼠身上的效果不錯。

Antibody-Cell Conjugation (ACC)


抗體細胞連結,顧名思義就是把抗體和免疫細胞連結在一起,例如自然殺手細胞(Natural Killer cells, NK cells)或是細胞激素誘導殺手細胞(cytokine induced killer cells, CIK),算是一種細胞治療,是於 2009 年時由蕭世嘉提出的。ACC 相較於 CAR-T 治療簡單許多,不需要基改,而是直接把抗體接在免疫細胞上。

把抗體接到細胞上有兩種方法:

1. 非天然糖類代謝:細胞吸收非天然醣類後會把要表現在細胞膜的 glycocalyxes 轉變成 phosphonucleotide donors,之後透過 bioorthogonal reactions 把抗體接上去。

2. 酵素反應(chemoenzymatic methods):利用糖基化酶(glycosylases)去改造細胞表面的 glycocalyxes,然後再把抗體接上去。

目前在做 ACC 的是由蕭世嘉創辦的 Acepodia。


☕️ 如果你喜歡這篇內容,歡迎賞一杯咖啡。😊



References


Podcast: 魔術子彈─抗體藥物複合體 Antibody Drug Conjugate (ADC)

K Tsuchikama, Y Anami, SYY Ha et al. Exploring the next generation of antibody–drug conjugates. Nat Rev Clin Oncol (2024) DOI: 10.1038/s41571-023-00850-2

M Senior. Precision radiation opens a new window on cancer therapy. Nat Biotechnol (2024) DOI: 10.1038/s41587-024-02295-z

OPB Wiklander, DR Mamand, DK Mohammad et al. Antibody-displaying extracellular vesicles for targeted cancer therapy. Nature Biomedical Engineering (2024) DOI: 10.1038/s41551-024-01214-6

X Ma, J Jiang, X An et al. Advances in research based on antibody-cell conjugation. Front in Immunol (2023) DOI: 10.3389/fimmu.2023.1310130










2024年8月15日 星期四

Claude AI 真的可以幫你寫程式!

之前在 Threads 上寫說我怎麼用 AI 工具 ChatGPT 和 Gemini。

我通常是用 Gemini 來整理資料或摘要,ChatGPT 在這方面的能力我覺得普普,它摘要的 style 不是很喜歡,感覺就跟看文獻的 abstruct,那我看 abstruct 就好了,何必用 ChatGPT?Gemini 還有一個不錯的就是它解釋文獻的能力,讓人很容易懂。

ChatGPT 我通常都是用來改文法,Gemini 有時候會讓人覺得太浮誇。😂

Claude 的風格跟 Gemini 滿像的,是滿喜歡的但我需要用的地方 Gemini 表現比較好,本來不知道 Claude 的專長在哪,所以不知道哪些情況可以用,結果前幾天在 Threads 上看到有人說 Claude 很會寫程式,於是前兩天心血來潮想說來試試看。

我要的是一個可以清 Excel data 的程式,就是把裡面我不需要的 columns 和 rows 都刪掉,把剩下的 column names 改成我要的,方便我 import 到 SQL 進行下一步的 data management。

於是就開啟了我和 Claude 的對話:

幫我寫一個清 data 的程式,它是一個 csv format 的 data,存在 Windows Downloads folder,我想要:

- 刪掉 row 1-9
- 刪掉 column 1-2
- 把 column 3 name 改成 xxx
- column 4 維持原名
- 把 column 5 name 改成 yyy
- 刪掉 column 6-15
- 把 column 16 name 改成 zzz
- 刪掉 column 17-20
- 刪掉 column 5 裡面空白和有 “abc” 的 rows

然後它就寫出來了,並且有 #comment 解釋每行的功能是什麼,你只要複製成 Python scripts 就可以執行。



如果出現 errors,直接整個複製貼給 Claude,它會分析錯在哪裡,然後幫你改好,並跟你解釋為什俄麽它這樣改。

你再複製貼上跑一次,看看出來的跟你想的一不一樣。

我跑出來後,發現 column 5 裡面還是有空白的 rows,就跟它說還是有空白欸。

然後它就分析說,可能是因為那不是真空白,是 NA or NaN,需要用什麼 function,然後更新 code 給我。

然後再複製貼上,打開確認就真的沒空白的 rows,完全不用動腦欸,也太神奇了吧!

不過免費版有次數限制,簡單的你也可以自己 troubleshoot,難的再給它 troubleshoot。XD

大家可以玩玩看!










2024年8月7日 星期三

愛迪生、達利激發靈感的秘技:做夢

江湖傳聞說愛迪生(Thomas Edison)和畫家達利(Salvador Dalí)是利用半夢半醒之間來得到靈感,他們的軼事中提到了產生創作和科學點子的夢是發生在從清醒到入睡這段過程中,德裔藥理學家 Otto Loewi 也因為他的夢得到了一個讓他獲得諾貝爾獎的實驗。

夢的四個階段


一個夢的週期(sleep cycle)分為四個階段,前面三個階段為非快速動眼期 NREM (non-REM),最後一個是快速動眼期(REM, rapid eye movement),成年人的一個週期大約 90 - 110 分鐘,一個晚上會有 4-5 個週期左右。

Stage 1: N1, 剛入睡時的半夢半醒之間,又稱為 hypnagogia,長約 1-7 分鐘。這個階段特徵是包含自發性的、生動的夢,通常包含在入睡前不久發生的清醒經驗,睡前想的東西通常會進入夢中。在這個階段,人們會經歷短暫而生動的夢境,通常在不受干擾的情況下不經意地消失,除非被喚醒。

Stage 2: N2, 淺眠,長約 10-25 分鐘。

Stage 3: N3, 深層睡眠(deep sleep),又稱慢波睡眠(slow-wave sleep, SWS) 或是 delta sleep,長約 20-40 分鐘。

Stage 4: REM, 快醒的時候,也通常是做夢的時候,長約 10-60 分鐘。



愛迪生產生科學點子的密技


江湖傳聞說愛迪生(Thomas Edison)和畫家達利(Salvador Dalí)是利用夢和醒之間來得到靈感,他們的軼事中提到了產生創作和科學點子的夢是發生在從清醒到入睡的過渡過程中。

愛迪生在發明遇到瓶頸時,會手提著鋼球在椅子上睡覺,睡著之後手會鬆開,然後他就會被鋼球掉到地板上的聲響驚醒。在醒著和剛睡著時這段期間是入夢時創造力發生的時候,可能會在夢中想到什麼或解決麽問題,而在這時候鋼球落地聲響會把他叫醒,便可以立刻把夢見的東西記錄下來,才不會睡起來後就忘了。

傳言達利也是用這個方法來激發他的創造力,不過他用得是鑰匙而不是鋼球。

讓科學家會獲得諾貝爾獎的夢


德裔藥理學家 Otto Loewi 因其獲得諾貝爾獎的方式而聞名,他的獲獎實驗是在夢中浮現的。

根據 Loewi 的說法,在 1920 年復活節星期天前夜,他半夜醒來,打開燈後,匆匆在一張薄紙上下一些東西,然後又睡著了。隔天早上六點的時候,他想起半夜醒來的時候寫了一些重要的事情,但因為字跡太潦草到自己都看不懂。

第二天凌晨三點的時候,前一晚半夜記下的東西再度浮現在腦海中,是一個實驗的設計,用來確認他 17 年前提出的有關神經訊號的化學傳遞假說是否正確。於是他立刻起床,跑去實驗室,根據夢中的設計進行了一個青蛙心臟的實驗。

在那個著名的實驗中,Loewi 將兩個跳動的青蛙心臟分別放在灌流室中:一個保留了迷走神經,而另一個則去神經化。接著,他刺激了第一顆心臟的迷走神經,使它跳動得更慢。當他將第一顆心臟的灌流液用到第二顆心臟時,它也變得跳動緩慢,好像它的迷走神經也被刺激了一樣。在另一個類似的實驗中,被刺激的心臟的灌流液則是會使另一顆心臟跳動得更快。他將這個副交感物質(parasympathetic substance)命名為 vagusstoff,也就是乙醯膽鹼(acetylcholine)。他的夢讓他發現神經細胞是透過化學物質來傳遞訊號,並讓他得到了諾貝爾醫學獎。

另一個例子是 Friedrich August Kekul,1865 年的某天他從一個奇怪的夢中醒來,這個夢是一條蛇形成一個圓圈,咬住了自己的尾巴。當時的他想要知道苯(benzene)真正化學結構,而夢中的蛇吞下自己的尾巴的樣子,讓他意識到苯的結構是一個環,並讓他在德國小有名氣。

透過夢解開數學謎題


在超過一百年後的 2021 年,科學家們想重現愛迪生的方法,就是抓住半夢半醒之間的 moment。法國巴黎 Sorbonne Université 的研究團隊找了 103 位很容易入睡的人,給他們一個數學題,要他們利用兩個規則把一個八位轉成七位數,但是沒告訴他們解題小秘訣。

他們讓參與者先做數學題,解不出來的就坐在一個暗室裡的椅子上,闔眼休息 20 分鐘,休息同時右手握著一個塑膠瓶,直到他們因手上的塑膠瓶掉落而醒來,結果在 N1 階段醒來的人,解出數學題的比進入 N2 的人多。也就是說,這個創造力是發生在 N1 只有 15 秒的人,如果進入深層睡眠後就消失了。

N1 睡眠激發你的創造力


為了了解 N1 是否真的能夠激發創造力,哈佛和 MIT 的研究團隊募集了志願者到實驗室中進行實驗,他們被分為清醒組和小睡組。

小睡組的要躺下並戴上眼罩,同時佩戴一個叫 Dormio 的手套裝置以追蹤睡眠階段,連接到手套的電腦會透過聲音來提示佩戴者夢見特定主題,稱為「有目標的夢境孵化」,對照組則是戴著 Dormio 但沒得到指示。

電腦指示志願者閉上眼睛並放鬆。當他們開始逐漸入睡時,聲音提示他們想著樹,然後等志願者進入半夢半醒的 N1,我們在這個階段仍然可以處理外界的信息,但相對於清醒時,思維更不受限制,思緒流動自如。

研究團隊在志願者進入 N1 階段約 5 分鐘後,用第二個聲音提示叫醒他們,要他們說出心裡在想什麼,然後再指示他們繼續入睡。這個過程在 45 分鐘內重複進行了多次,喚醒參與者報告他們的夢境,然後讓他們繼續入睡。

清醒組則是一直保持清醒,要麼想著樹木,要麼只是專注於一般的思緒。

接受到聲音指示的志願者真的夢到了樹嗎?

所有使用 Dormio 的志願者都說他們夢到了樹:一個志願者夢見自己的手臂是由木頭製成的,另一個說他變成巨人,可以把樹當小點心那樣吃。

志願者們也進行了創造力測試,要求他們寫出樹木的其他用途。研究人員發現志願者們會將他們夢到的東西運用在創作之中,例如夢見自己的四肢是木頭做的那位寫了一個關於橡木國王的故事,而夢見自己變得比樹還要高大的人,在他的創作中,樹被做成了巨人的牙籤。

評審用心理學研究中廣泛使用的創造力評分標準對這些故事進行了評分,考慮了敘述的獨創性、幽默性和感染力。

分析結果顯示,夢到樹的人的創造力分數比沒有睡覺、在想自己事情的人高了 78%,比沒睡但也是在想樹的人高了 63%。有睡覺但是沒接受指示的人雖然也創造力爆發,但有接受「夢見樹」指示的創造力還是比他們高了 48%。

研究的共同作者 Kathleen Esfahany 是該實驗進行時的麻省理工學院的研究生,她解釋道,人們夢見與樹相關的夢境越多,他們的創造力就越高,這個研究顯示,夢見特定主題有助於我們在該主題上發揮創造力。

根據麻省理工學院的認知科學家 Adam Haar 在研究中指出,許多認為自己被困住且缺乏創造力的志願者對於自己在夢境中的創造力感到驚訝。他表示,大多數人雖然不知道自己體內有一個完全不受束縛的部分,但每天一到晚上就會忘了這個束縛而奔放。

各位,睡前想東西是有用的!大家可以試試記住那個夜晚中解放的自己,看能不能利用夢解開謎題或找到創作的靈感,怕醒來忘記的話,也許可以效法一下愛迪生的方法。😆


Podcast 用聽的:科學亂講 從做夢看創造力 vs 聽得懂小孩哭聲的鱷魚



Articles:

Science | Dream glove’ boosts creativity during sleep

Science | Edison was right: Waking up right after drifting off to sleep can boost creativity


Papers:

A Haar Horowitz, K Esfahany, T Vega Gálvez, P Maes & R Stickgold. Targeted dream incubation at sleep onset increases post-sleep creative performance. Scientific Reports (2023) DOI: 10.1038/s41598-023-31361-w

C Lacaux, T Andrillon, C Bastoul et al. Sleep onset is a creative sweet spot. Science Advances (2021) DOI: 10.1126/sciadv.abj5866