2024 年的 Google Trends 在流行什麼生技、醫藥相關話題 — 加拿大篇

前陣子在 Coursera 上的 SEO 課程中知道了 Google Trends 這個東西後，就喜歡上去看看最近的熱門話題或搜尋關鍵字是什麼。最近想說進入新的一年，來看看過去一年在生技和醫藥產業中，最熱門和和上升最多的熱門主題、搜尋關鍵字有哪些。

本來以為可以很快就寫完，結果發現出來的結果很多我不知道的，花了不少時間在查資料，這篇先放加拿大的。

2024 熱門生技相關主題和搜尋關鍵字

Google Trends 有分相關主題(topics)和相關搜尋關鍵字(queries)，這兩項又分為熱門(Top)或快速上升(Rising)。

最熱門生技相關主題

2024 年的加拿大，沒什麼在關注生技產業，除了生技這個字外，其他相關關鍵字沒什麼收尋，連 Job 的搜尋量都比 Stock 少。

最熱門生技相關搜尋關鍵字

2024 年的加拿大，對生技股的關心比較多，找工作的還好，是否大家還在觀望加拿大生技能幹麻？

📍 Cannara: 魁北克的生技公司，看名字就知道跟大麻有關。去年(2024)整年的營收比 2023 年增加了 43% (2023 $57.6M, 2024 $82.2M)。

快速上升生技相關主題

📍 BIOTECanada: 是加拿大生技產業協會，裡面由超過 240 家生技公司組成，目的是改善加拿大生技產業生態，促進生技產業發展，讓加拿大更有競爭力。

📍 Cannara: 又！加拿大是有多愛大麻，我就問？

快速上升生技相關搜尋關鍵字

📍 QC Specialist 比 QC Technician 薪水高，但是徵才平台上比較常看到 QC Technician。

📍 Lunella Biotech: 找不到公司網頁和資訊，估狗來到的資料大概是用抗生素治療癌症。

📍 Aurion Biotech Inc: 它的細胞療法 AURN001 是用來治療角膜內皮功能缺陷(Corneal Endothelial Dysfunction)，這角膜內皮細胞無法再生，如果因為疾病或手術，例如角膜失養症(Fuchs endothelial dystrophy)等等，細胞受傷或死掉的話，可能會造成失明，去年在北美的第二期臨床試驗效果不錯，也在日本得到許可，以商品名 Vyznova® (neltependocel) 上市。

📍 Palantir 最近很有名，股票大漲，但它不是生技公司吧？

📍 Ginkgo Bioworks: 去年八月的時候才說可能會倒，結果在 Q3 和 Q4 的營收大漲，感覺是救起來了？

📍 Indrayani Biotech: 做的東西也太廣，不只生技，還有食品、電器、分地產、醫療服務和醫療行銷。

2024 熱門醫藥相關主題和搜尋關鍵字

一樣分相關主題(topics)和相關搜尋關鍵字(queries)，以及為熱門(Top)或快速上升(Rising)。

熱門醫藥相關主題

2024 年的加拿大，也沒什麼在關注醫藥相關產業，除了醫藥產業這個字外，其他相關關鍵字沒什麼收尋。

熱門醫藥相關搜尋關鍵字

前面五個應該都是同一個新聞，因為不知道是什麼意思，所以點進關鍵字看其他的相關的搜尋關鍵字是什麼，發現都是魁北克的人搜尋的。咕狗 accès pharma 的時候自己跳出來 accès pharma mon dossier，這幾個法文的意思是可以讀取自己的電子醫療病例。

用整句下去搜尋，出來都是法文的新聞，翻譯後大概就是說魁北克人可以申請網上登入讀取自己的電子病例。另一個新聞就是 Bill 67，更新魁北克的 Professional Code，主要是擴大藥師的權限，讓他們可以開某些藥。BC 是從 2023 年開始讓藥師可以看一些小病，只是可能很多人不到，去年有收到一張通知。

另外一個兩個都有的關鍵字是 Sackler 家族所有的普度製藥 Purdue Pharma，是止痛藥疼始康定(OxyContin)的製造商，它當初在販售時宣稱這個藥比其他鴉片類止痛藥安全，比較不容易上癮，結果造成美國的鴉片危機(opioid crisis)。

2007 年時普渡製藥高層承認不實宣稱藥物的安全性，公司因此收到數千起訴訟，之後 Sackler 家族成員開始轉移公司資產，並於 2019 年的時候為公司申請破產，在申請過程中提出以返還 43 億美元換取該家族成員之後不用給予相關索賠的司法命令，去年十月遭最高法院駁回。

快速上升醫藥相關主題

📍 Moberg Pharma: 第三期臨床試驗顯示用來治療灰指甲(nail fungus)的 MOB-015 (topical terbinafine)效果不達預期

📍 Algorithme Pharma: 找不到公司資料和相關新聞

📍 NervGen Pharma: 專攻神經領域，目標疾病包括脊隨損傷(spinal cord injury)、中風、阿茲海默症等等，目前已進到第一期臨床試驗的是小分子 NVG-291，主要用來修復神經損傷。

📍 Nova Pharma 關鍵字超級長的，會讓圖太長放不下，其實是應該是要查它的 Greens & Berries Superfood Powder

快速上升醫藥相關搜尋關鍵字

📍 mown meaning: 這個搜尋關鍵字我真的不懂 😂

📍 JAMP Pharma: 去年十月因維他命品質不良被下架

📍 Berger Paint India: 印度油漆公司，不懂跟醫藥有什麼關係。

📍 Bionano Genomics: 專攻 OGM (Optical Genome Mapping) 的基因檢測公司，但是營運不佳，目前試著減輕債務。





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References:

Synthetic biology, once hailed as a moneymaker, meets tough times | Science | AAAS

石膽酸 (LCA)：抗老新發現，延壽不再需要節食？

之前就有不少研究顯示熱量限制(calorie restriction)的好處包括減重、抗老、增肌和降低癌症風險等等，可以讓人更健康、更長壽，但問題是長時間節食沒那麼容易，需要有堅定的意志。

不過，最近廈門大學有兩篇研究顯示石膽酸(lithocholic acid, LCA)，有可能讓你不用節食就可以輕鬆的延年益壽。

熱量限制的好處

科學上來講，熱量限制是指比正常飲食減少 10% 到 50% 的熱量，在長酵母、線蟲和老鼠身上都可以觀察到有延壽的功效。

在人類的研究上，之前有兩年的 CALERIE 臨床試驗，目標是減少 25% 的熱量攝取，參與者在健康上也確有改善，包括：

• 低密度膽固醇(LDL)降低
• 胰島素敏感度增加 (increased sensitivity to insulin)
• 體重減輕 10%

不過，完成人數只有 82%，而且這還只是兩年，要一直這樣節食下去需要驚人的意志力啊！

於是，科學家們就想說有沒有不需要靠意志力的方法，就是最好是有什麼東西是補充了就有這樣的效果。

石膽酸：腸道菌產生的抗老關鍵

研究團隊把老鼠分成兩組，一組有節食，一組沒有，然後比較兩組老鼠的血液中的代謝物是否有什麼差別，結果發現在食物不足的情況下，血中有超過 200 個小分子的濃度上升。他們把這些小分子用培養細胞測試，看哪些可以刺激抗老相關蛋白 AMPK，一個會在能量不足的情況下，啟動各種生物訊息途徑的蛋白，然後就找到了由腸道菌產生的石膽酸(LCA)。

LCA 是從哪來的？

腸道菌在熱量限制時會產生 LCA，包括乳酸桿菌(Lactobacillus)、梭狀桿菌(Clostridium)和真桿菌(Eubacterium)會把膽酸(bile acids)轉換成 LCA。

LCA 的抗老機制

腸道菌在熱量限制條件下會產生 LCA。這種小分子物質能啟動抗老相關的蛋白質 AMPK，進一步調控與抗老相關的訊息傳遞路徑。

• LCA 與其受體 TULP3 結合後，啟動去乙醯化酶 sirtuin。
• Sirtuin 去乙醯化 v-ATPase，進一步透過 溶酶體葡萄糖感應路徑 (lysosomal glucose-sensing pathway) 啟動 AMPK。
• AMPK 為關鍵抗老蛋白，調控很多和抗老相關的訊息傳遞。

LCA 會隨著年紀增長減少，因此增加 LCA 有抗老的效果。

在老鼠身上，熱量限制會增加血液中和糞便中的 LCA，而 LCA 會啟動 AMPK。

他們利用突變來模擬乙醯化的 v-ATPase，在肌肉表現的突變 v-ATPase 可以促進 AMPK，並讓恢復老化老鼠的肌肉活力。

沒有熱量限制的老鼠在喝了加有石膽酸的水後，代謝情況變好了，胰島素的敏感度也增加了。他們讓老鼠進行一些運動測試，發現跟喝普通水的老鼠相比，喝石膽酸水的老鼠可以跑比較久，鼠掌的握力也比較大。他們也用果蠅和線蟲測試。喝了石膽酸水的老鼠壽命長了 7% 到 10%，線蟲則是長了 20%，只是老鼠的效果沒那麼明顯。

跳過節食，直接啟動抗老訊息傳遞

熱量限制會增加 LCA 的產生，近一步啟動抗老相關蛋白 AMPK。

• 熱量限制機制：熱量限制 → 腸道菌產生 LCA → 啟動 AMPK → 調控抗老相關的訊息傳遞路徑
• 補充石膽酸：不需節食，直接補充 LCA 模擬熱量限制效果。

總結：可以跳過熱量限制，直接用 LCA 模擬抗老相關的的訊息傳遞路徑。



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Articles:

Restricting calories may extend life. Can this molecule do it without the hunger pangs? | Science | AAAS


Publications:

1. Q Qu, Y Chen, Y Wang et al. Lithocholic acid phenocopies anti-aging effects of calorie restriction. Nature (2024) DOI: 10.1038/s41586-024-08329-5

2. Q Qu, Y Chen, Y Wang et al. Lithocholic acid binds TULP3 to activate sirtuins and AMPK to slow down aging. Nature (2024) DOI: 10.1038/s41586-024-08348-2

喝咖啡，不只是提神！還能改善腸道菌相

我們都知道咖啡能提神醒腦，但你知道嗎？喝咖啡除了能讓你精神抖擻外，還能對你的腸道健康帶來意想不到的好處！根據一項大型研究，咖啡能改變腸道菌相，促進腸道健康。

咖啡如何影響腸道菌？

哈佛大學的研究團隊分析了英美兩國共超過 22,867 位個體的醫療和飲食資料，以及全球共 54,198 位個體的資料，從其糞便檢體中分析其腸道菌落，比較了有喝咖啡和沒喝咖啡之間的差別。他們發現經常喝咖啡的人腸道中的一種特定細菌——解糖勞森桿菌(Lawsonibacter asaccharolyticus)的數量明顯較多。這種細菌被認為與許多健康益處有關，包括降低發炎反應、減少大腸癌風險和改善心血管健康。

研究人員將研究對象分為三個組別：

• 不喝咖啡組： 每天最多只喝 20 克咖啡，或是一個月少於三杯。
• 中度咖啡組： 每天喝 21-599 克咖啡，或是一天少於三杯。
• 重度咖啡組： 每天喝超過 600 克咖啡，或是一天喝超過 3 杯咖啡。

註：濾掛咖啡(drip coffee)比例大多為 1:17，以一杯星巴克的 Grande (16 oz, 473 ml)來說，一杯 Grande 咖啡為約 27.8 g。

結果發現，咖啡會改變腸道菌生態，喝咖啡組的 L. asaccharolyticus, Massilioclostridium coli 和 Clostridium 12CBH8 較多，尤其是解糖勞森桿菌最為顯著，在喝咖啡的族群中最為普遍。

結果顯示，重度咖啡組的解糖勞森桿菌數量是完全不喝咖啡組的 4.5-8 倍。而中度咖啡組的解糖勞森桿菌數量也顯著增加，但與重度咖啡組的差異並不大。這表明，只要每天喝適量咖啡，就能有效增加腸道中的解糖勞森桿菌數量。

另外，血液分析顯示有八種咖啡代謝物，包括咖啡因(caffeine)、奎寧酸(quinic acid)和葫蘆巴鹼(trigonelline)和喝咖啡多寡有正向相關，其中奎寧酸和葫蘆巴鹼也和解糖勞森桿菌有關，帶有較多解糖勞森桿菌的人，血中奎寧酸濃度也較高。

他們也做了體外實驗，就是把正常咖啡和無咖啡因的咖啡加到解糖勞森桿菌，結果兩者都可以促進該菌生長，表示影響菌落生長的不是咖啡因，而是咖啡中的其他物質。

咖啡中的哪些成分影響腸道菌？

研究發現，咖啡中的奎寧酸和葫蘆巴鹼與解糖勞森桿菌的增殖密切相關。這些物質不僅存在於咖啡中，也是一種稱為益生元(pre-biotics)的膳食纖維，能夠促進腸道有益菌的生長。

解糖勞森桿菌對健康的好處

解糖勞森桿菌是一種重要的腸道益生菌，它能產生丁酸鹽(butyrate)，這種短鏈脂肪酸具有以下益處：

• 抗發炎： 減少腸道炎症，有助於維持腸道健康。
• 預防大腸癌： 丁酸鹽能抑制大腸癌細胞的生長。
• 改善心血管健康： 有助於降低心血管疾病風險。
• 促進大腦健康：幫助睡眠

除此之外，它可能也跟代謝咖啡中的多酚(polyphenols)有關，包括奎寧酸、綠原酸(chlorogenic acid)，和類黃酮(flavonoid)中的兒茶素(catechin)，而奎寧酸和綠原酸都是對腸道菌有益的益生元(prebiotics)，這些都可以改善腸道菌落生態或降低心血管疾病的風險。

不喝咖啡的人怎麼辦？

如果你不喝咖啡，也可以從其他食物中獲取類似益處。例如：

• 富含多酚的水果：野櫻莓(Aronia berries)、藍莓、蘋果、梨子等皆富含綠原酸。
• 發酵食品：例如優格，有助於增加腸道菌多樣性。

結論

適量的咖啡有益腸道益生菌的生長，如果你是愛喝咖啡的人，這是個喝咖啡的正當理由！😆



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Articles:

Impact of coffee on the gut: Does it promote 'good' bacteria?

Cleveland Clinic | The Health Benefits and Side Effects of Butyrate


Publications:

P Manghi, A Bhosle, K Wang et al. Coffee consumption is associated with intestinal Lawsonibacter asaccharolyticus abundance and prevalence across multiple cohorts. Nat Microbiol (2024) DOI: 10.1038/s41564-024-01858-9

吃宵夜為什麼會變胖？

大家都幾點吃晚餐呢？或是有在吃宵夜嗎？

你可能知道吃宵夜會變胖，但你知道在什麼時間吃東西有差嗎？哈佛大學的研究團隊發現，是有差的！

▋肥胖對健康的影響

根據全球肥胖觀察(World Obesity Observatory)，全球肥胖人口自 1975 年到 2022 年之間增加了三倍，NCD-RisC (NCD Risk Factor Collaboration) 於 2024 年時發表的一篇報告顯示目前全球肥胖人口大約有十億人，成人有 8.8 億，五到十九歲的兒童和青少年則有 1.59 億。

肥胖已成為全球最嚴重的健康問題之一，可能增加的疾病風險包括糖尿症、心血管疾病、脂肪肝和癌症等等，不只會影響身理健康，也會影響心理健康。

▋目前的減肥方法

如大家所知道的，不靠藥物的減肥方法不外乎少吃多運動，各種飲食控制方法，包括流行的生酮或 168 飲食法等等。其中 168 是一種限時飲食法，就是只在白天的八小時內吃東西，也就是說沒有宵夜這件事。就算不執行 168，你可能也聽過太晚吃東西，或是睡前吃東西容易胖，不過除了太晚吃沒機會動一動消化食物和消耗能量外，你知道為什麼太晚吃容易胖嗎？

哈佛大學的這篇研究探討了延後吃飯時間對肥胖的影響，近一步了解為什麼太晚吃東西容易肥胖，包括熱量攝取和消耗，以及脂肪細胞的代謝和儲存情況。

▍實驗方式

他們找了 16 位平均年齡約 37 歲的過胖者進行兩種飲食計畫，一種是嚴格執行早吃，另一種是一樣的食物，但是晚四個小時吃。在進實驗室進行飲食計劃的前兩、三個禮拜，參與者要先在家裡執行規律的生活，包括每天要固定的時間起床和睡覺，每天睡八個小時，且要固定時間吃東西。在進實驗室的前三天，他們提供參與者三餐以執行嚴格的飲食控管，在固定的時間吃一樣的食物，並且要記錄飢餓程度和胃口，每天都要測量體溫和熱量消耗，還有抽血。

進實驗室後，隨機分成兩組，一組先進行六天的早吃計劃，休息幾週後再進行六天的晚吃計劃，另一組則是相反，先進行晚吃計劃，再進行晚吃計劃。兩組都是每天半夜 12 點睡覺，早上八點起床，早吃組是早上 9 點吃早餐，下午 1:10 吃中餐，晚上 5:20 吃晚餐，也就是最後一餐是睡前 6 個小時 40 分鐘。晚吃組則是沒吃早餐，第一餐是下午 1:10，第二餐是傍晚 5:20，最後一餐算是宵夜，晚上 9:30 吃的，也就是睡前兩個半小時。

為了知道吃飯時間會怎麼影響脂肪生成(adipogenesis)和囤積，研究團隊也採集了脂肪細胞的檢體，以用來分析和比較這兩種飲食造成的基因表查差異。

▍實驗結果

他們發現晚四個小時吃，飢餓程度、燃燒熱量的方式和脂肪儲存的方式都不同。

晚吃對飢餓和調控食慾的瘦素(leptin)和飢餓素(ghrelin)有很大的影響，進而影響食慾。

除此之外，晚吃飯的情況下，熱量消耗的比較慢，脂肪生成相關的基因表現量增加，而脂肪分解(lipolysis)的基因表現則減少，也就是會促進脂肪增長。

• 參與者表示晚吃的話會更想吃，飢餓感大概是兩倍，而且尤其想吃澱粉類和肉類。
• 晚吃的話，在白天的 16 小時中，瘦素比早吃低了 16%，飢餓素和瘦素比例則是低了 34%，所以讓人飢餓感加倍。晚上睡覺的八個小時則是相反，瘦素是比早吃高了 10%，飢餓素低了 13%，飢餓素和瘦素比例低了 18%。總結全天 24 小時是瘦素比早吃低了 6%，統計上的差異並不顯著，但飢餓素和瘦素比例低了 12%，所以還是會讓人有餓感。
• 在晚吃的情況下，白天的熱量消耗比早吃低很多，每天大概少燃燒 59.4 大卡，也就是少了 5.03%。
• 晚吃的情況下，核心體溫(core body temperature, CBT)比早吃低。
• 晚吃的情況下，跟脂肪分解(lipolysis)相關的基因表現降低，而脂肪生成相關的基因表現上升，包括 p38 MAPK 訊息傳遞下降促使脂肪生成增加，或是 TGF-β 訊息傳遞下降，而這個訊息傳遞路徑會抑制脂肪生成。

▍總結

這個研究讓我們了解晚吃和肥胖之間的關聯，以及其生理和分子機制。

晚吃會造成：

• 瘦素降低 + 飢餓素和瘦素的比例上升 → 飢餓感上升
• 熱量消耗下降
• 核心體溫下降
• 脂肪分解相關的基因表現下降，脂肪生成相關的基因表現上升。

想想 168 是不是就是要讓人無法太晚吃東西啊？😂

對於晚下班的社畜來說，早吃晚餐和實施 168 好像一樣都有難度，大家覺得呢？


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Late-Night Eating Impact | Harvard Medical School


Publications:

N Vujović, MJ Piron, J Qian et al. Late isocaloric eating increases hunger, decreases energy expenditure, and modifies metabolic pathways in adults with overweight and obesity. Cell Metabolism (2022) DOI: 10.1016/j.cmet.2022.09.007

IgG 單株抗體的開發流程

之前有寫過奈米抗體(nanobodies)是怎麼開發的，這篇來介紹目前主流的 IgG 開發流程。

其實整個流程和奈米抗體(nanobodis, VHH)差不多，主要差在用的動物不同，篩選和表達的系統不同。

IgG: 動物是用老鼠，取出老鼠 B 細胞或血液後，做成 hybridoma 後篩選，再用老鼠細胞 CHO 或人類細胞 HEK 表達。

VHH: 動物用駱馬，取出淋巴細胞後，插入噬菌體 phagemid 後篩選，再用細菌表達。

相關閱讀：Phage display 和奈米抗體製造

▋準備抗原 Antigen Preparation

抗原就是打進動物體內，讓牠產生抗體的東西，在做對抗病毒的中和抗體時，通常會用滅毒病毒(inactive viruses)或部分的病毒蛋白(recombinant proteins)。

如果不是做病毒的抗體，而是其他的，例如針對癌症腫瘤細胞的，抗原可能只有一小段胜肽，無法激起大量的免疫反應的話，會需要和其他較易引起免疫反應的東西接在一起，或是加 adjuvant，比較常見的是用在疫苗上。

▋接種 Immunization

就是把抗原打進動物體內，讓牠產生抗體，通常會打三劑，一個 primary injection 和兩個 booster injection，大概分別在第 14 天和第 28 天左右。

在接種約兩個禮拜後(大概是第 42 天時)會取老鼠血液，用 ELISA 測量抗體的產生狀況如何，如果免疫反應不高，抗體濃度低，可能需要加打 booster。如果血液中抗體夠高，會再打最後一劑不加 adjuvant 的抗原，三天後取脾細胞做融合。

▋分離 B 細胞 B cell isolation

在最後一劑接種的三、四天後，通常是血液中的抗體量達到高峰時，取出老鼠的胰臟，從中分離出淋巴細胞。


(點圖可放大)

▋製造融合細胞瘤 Hybridoma creation

這個步驟分成兩個部分，先要準備好骨髓癌細胞(myleoma)，再和 B 細胞做融合。

▍骨髓癌細胞

常用的骨髓癌細胞包括 Sp2/0 或 NS-1，為永生細胞株(mmortalized cells)，將它和 B cells 融合的目的是為了要讓 B 細胞可以無限的生長和產生抗體。

這些骨髓癌細胞缺少 HGPRT (hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase)，在融合前幾週會被培養在含有 8-azaguanine 的培養液中，8-azaguanine 是 purine analog，在被 HGPRT 轉變成 azaGMP (8-azaguanosine monophosphate)，使細胞無法生成 purine，導致細骨髓癌細胞缺少 HGPRT，因此可以在含有 8-azaguanine 的培養液中存活，這是要確保使用的骨髓癌細胞都缺少 HGPRT。

HAT (hypoxanthine–aminopterin–thymidine) 培養液中的 HAT 在缺少 HGPRT 的情況下則無法合成 DNA，因此骨髓癌細胞無法在 HAT 培養液中存活，除非它們和 B 細胞融合，因為 B 細胞有 HGPRT。

▍細胞融合 Hybridization

把骨髓癌細胞和 B 細胞混合，加入幫助細胞融合的 PEG (polyethylene glycol)，然後在 HAT 培養液中養個 10-14 天左右，通常融合的成功率為 1% - 2%。

▋篩選融合細胞瘤 Hybridoma selection

這個步驟是篩選出可以對抗抗原的抗體，由於融合細胞瘤是一群不同的細胞組成，每個細胞產生的抗體都不一樣，要怎麼從中挑出你想要的抗體？

這時候就要稀釋細胞，稀釋到你把細胞加到 96-well 培養盤中時，每個孔都只有一個融合細胞，確保每一個孔都只會有一種抗體。

由於細胞會把抗體分泌到培養液中，這時候就可以用 ELISA 去測這些培養液，看哪個孔裡面的抗體是你想要的，就是會和抗原有反應的抗體。

不過，這個方你看了可能會覺得累吧？現在比較新的技術是用 microfluid 去分細胞，例如 AbCellera 的核心技術 microfluid single-cell screening，或是和它因為這個技術互告的 Berkeley Lights 的 Beacon® Optofluidic System。（剛剛想找 Berkeley Lights 網站，發現它已經變成 Bruker Cellular Analysis，它在 2023 年年初的時候以 $57.8M 鎂買下 IsoPlexis 成為 PhenomeX，年底的時候 Bruker Corporation 則用 $$108M 鎂買下 PhenomeX，然後我剛剛看 Bruker Cellular Analysis 的網站，他們已經從 microfluid 進化成 nanofluid。）

▋繁殖融合細胞瘤 Clonal expansion

這個部分就是大量培養你要的融合細胞，大量的融合細胞才能產生大量的抗體，也可以用來保存以備後用。

到這邊就可以結束了，接著進入從陪養液中純化抗體的部分。

或者是在篩選出融合細胞瘤後，從中萃取出其抗體基因，用另一個細胞系統大量表達抗體。

▋Cloning

就是從 B cell 萃取 DNA 以取得抗體的基因序列，然後轉到 expression vector，再在老鼠或人類細胞中表達。

IgG 抗體結構可分成 heavy chain (HC) 和 light chain (LC)，可以分開在兩個 vectors，或是放在同一個 vector。



Expression vector 通常會包含幾個要素：

• Enhancers: 增加抗體表現
• Promoter: SV40, CMV, EF-1
• Kozak sequence (cap-dependent translation initiation): 放在 start codon 前面，可以促進轉譯開始。
• Secretion signal: 讓抗體可以分泌出 B 細胞的訊號，包括 IL-2 signal peptide。
• MCS: 用來插入抗體基因的地方，包括 HC 和 LC。
• polyA tail
• Selection marker: 用來挑選成功轉進細胞的 plasmid，通常是用抗生素。
• Ori: 讓細胞可以複製 plasmid

▋抗體生產 Antibody production

主要包括幾個步驟：把帶有抗體基因的 plasmid 送入細胞，在細胞中表達抗體，然後純化抗體。

▍送入細胞 Delivery

把 plasmid 送入細胞有幾個方式：

• LNP (lipid nanoparticle) 或其他 lipid-based 的運送系統
• Electroporation
• Viral infection: 如果是用 viral vector 的話
• Calcium phasphate

▍表達細胞系統 Expression System

常用的老鼠細胞有 CHO cells，又包括 CHO-K1 和 CHO-pro3 等等。

或是人類細胞 HEK cells

▍純化抗體 Purification

就是用 FPLC 來純化抗體，常用的 column 包括 affinity (IMAC), ion exchange (IEX) 和 SEC (size exclusion column)。

▍功能測試 Functional tests

純化完之後就要測試抗體功能，因為有可能在純化的過程中，抗體沒有組合好等等情況而喪失該有的功能。

主要測試的方向包括：

• Binding affinity: 和抗原的親和力，或是抓住病毒的效力好不好。
• Specificity: 特異性夠不夠專一，會不會和其他不相干的蛋白結合，影響其功能。
• Functionality & Potency: 是否能消除病毒，或抑制感染。

常用的技術則包括 ELISA, BLI, SPR, flow cytometry 等等。

如果以上其中一個不夠好，可以透過分析其結構，看是否能夠改動某個序列片段或幾個氨基酸，最佳化抗體的功效。


延伸閱讀：精準治療 — 單株抗體藥物在臨床上的應用




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References:

NIH | Monoclonal Antibody Production

Hybridoma Technology - Monoclonal Antibody Production

VectorBuilder | Mammalian Antibody Heavy and Light Chain Coexpression Vector

打肉毒會影響情緒，進而治療憂鬱症？

如果你有看過古老一點的綜藝節目，可能看過這類笑話，藝人如果笑或哭的時候額頭無法動，或是沒有表情，就是去打了肉毒桿菌。雖然這可能是綜藝節目的一個笑梗，但你知道嗎？打肉毒的這個特色會影響情緒，還可以用來舒緩憂鬱症？

美國加州大學 UCI (UC Irvine) 的神經學家們於 2023 年發表了一個研究，顯示在前額打肉毒桿菌會影響大腦處理情緒。通常人在看到對方的表情時，會無意識的模仿對方的表情，但肉毒桿菌影會使臉部肌肉無法活動，進而影響大腦解讀對方的表情。

▋杏仁核會影響杏仁核

說到情緒，就要提到大腦中的杏仁核(amygdala)，因為它的功能是處理情緒，尤其是恐懼和焦慮。

之前已有研究發現在眉間施打肉毒桿菌可減緩憂鬱症，顯示肉毒桿菌可以抑制杏仁核在情緒刺激上的反應，因此應該也可以用來治療邊緣性人格障礙(borderline personality disorder, BPD)，因為該病的的症狀是過度的負面情緒和衝動行為(impulsivity)，包括自殘和藥物使用等等，以及杏仁核對情緒刺激的反應增加。

2022 年的時候，德國漢諾威醫學院(Hannover Medical School)的醫師 Dr. Tillmann Krüger 和其研究團隊幫有邊緣型人格的患者施打肉毒桿菌，發現治療四週後患者的症狀都有所減輕。他們用 MRI 去觀察到腦神經活動也顯示肉毒桿菌會影響位於大腦顳葉(temporal lobe)的杏仁核，杏仁核的活動有下降外，衝動行為也有效被抑制了。

為什麼會有這個效果呢？

▋臉部回饋假說

這就要說到臉部回饋假說(facial feedback hypothesis)。

臉部回饋假說是立基於達爾文於 1872 年時提出來的一個觀點，在他的書(The expression of the emotions in man and animals)中提到，當你把情緒表現在臉上，情緒就會放大，如果抑制住情緒（例如忍住不哭），那情緒就會減弱。也就是說不只是心情會影響表情，表情也會影響心情，因為表情牽動的肌肉會影響大腦。而別人的臉部表情也會影響自己的情緒，用簡單一點的說法是「情緒是會傳染的」，我們會因為看到對方生氣或快樂而收縮或放鬆臉部肌肉，在無意識的情況下去模仿對方的表情，而肌肉的收縮或放鬆則會進一步發送訊號到大腦中，幫我們解讀對方的情愫，這個回饋行為被認為不只是用來判斷對風的情緒，也讓我們感同身受。

▋肉毒桿菌怎麼影響情緒？

UCI 的研究團隊幫十位年齡介於 33 歲到 40 歲之間的女性打肉毒桿菌(botulinum toxin type A. onabotA)，放鬆他們的皺眉肌(corrugator muscle)，使他們的眉間肌肉(glabellar muscles)暫時無法動作，接著讓他們看不同情緒表情的影像，包括快樂、悲傷和沒有表情，同時用 fMRI 觀察他們的腦部活動，在未施打肉毒桿菌前測試一次，然後在打完的兩個禮拜後再測試一次。

結果發現，杏仁核在施打肉毒後，看快樂和生氣表情時顯示的活動有所不同。除此之外，位於大腦顳下回(inferior temporal cortex)的梭狀回(fusiform gyrus)在看到快樂表情時的活動也有變化。梭狀回的功能是辨識物體和人臉，梭狀回受損的話，就會有嚴重的臉盲(prosopagnosia)。

皺眉肌的活動是經由三叉神經(trigeminal nerve)傳送到杏仁核，當肉毒桿菌使臉部肌肉無法運作，讓人無法皺眉，會使大腦無法處理表情變化，因為臉部、杏仁核和梭狀回之間的調節被打斷。

▋總結

1. 該研究結果更進一步支持臉部回饋假說
2. 該研究顯示了臉部肌肉、杏仁核和大腦之間在情緒處理上的連結
3. 更進一步了解用肉毒桿菌治療憂鬱症的機制和所需條件



Articles:

UCI CNLM | Botox Injections In Forehead Can Change How Brains Process Emotions - Center for the Neurobiology of Learning and Memory

Botox influences the control of emotions in the brain


Publications:

Tillmann H. C. Kruger et al, Neuronal effects of glabellar botulinum toxin injections using a valenced inhibition task in borderline personality disorder. Scientific Reports (2022) DOI: 10.1038/s41598-022-17509-0

S Stark, C Stark, B Wong & MF Brin. Modulation of amygdala activity for emotional faces due to botulinum toxin type A injections that prevent frowning. Scientific Reports (2023) DOI: 10.1038/s41598-023-29280-x