真菌蛋白对于高脂饮食摄取小鼠体脂及肠道菌群变化之探讨

因为全球在饮食上对于健康要求及环境保护等意识提升,非动物性来源之替代性蛋白的重要性亦随之增加。本研究将针对发酵来源的真菌蛋白(Fusarium venenatum菌丝体)以及传统植物来源的大豆蛋白两种替代性蛋白对于高脂饮食诱发之体重、体脂肪及肠道菌群变化进行探讨。本实验将8周龄雄性C57BL/6小鼠分为负对照组、真菌蛋白组及大豆蛋白组共三组,连续喂食8周高脂饮食实验饲料,负对照组饲料蛋白质来源为酪蛋白,其他两组则分别以真菌蛋白或大豆蛋白进行取代。实验结果指出,真菌蛋白可显著降低高脂饮食摄取小鼠的体重、血清三酸甘油酯含量、内脏脂肪与皮下脂肪重量。大豆蛋白则可显著降低小鼠肾脏周边脂肪重量。两种替代性蛋白对高脂饮食摄取小鼠的肠道菌群表现会造成不同程度的改变。综合以上试验结果,真菌蛋白及大豆蛋白对于高脂饮食摄取诱发之肥胖症状均具有改善效果,其中以真菌蛋白的改善效果更为显著,有望成为替代性蛋白市场上的新趋势。

香杉芝液态发酵菌丝体粉末及其萃取物之口服急性毒性分析

香杉芝(Antrodia salmonea)为台湾特有种真菌,经液态发酵培养可大量生产香杉芝菌丝体发酵液粉末,目前投入研究指出具有抗癌、抗发炎和保护肝脏机能等良好功效,极适合开发成为健康食品之素材。本研究为首次针对香杉芝液态发酵菌丝体粉末及其萃取物进行单一剂量口服急性毒性试验,以香杉芝液态发酵菌丝体粉末(AS)和其水萃取物(AS-W)及酒精萃取物(AS-E),经由口服投予Institute of Cancer Research (ICR)小鼠单一极限剂量,AS-E为3 ml/kg bw外,AS及AS-W皆为9 mg/kg bw,观察2周;以及经由口服投予Sprague-Dawley (SD)大鼠单一极限剂量皆为2000 mg/kg,观察1周,以测试可能产生的毒性变化。结果显示不论在ICR小鼠或是SD大鼠的试验中,在分别投予AS、AS-W及AS-E或对照溶液后,全部动物均存活,并在试验期间皆无发现任何临床症状,而各试验物质处理组在试验期间之体重生长情形均正常及无不良反应,于血清生化分析亦未发现相关异常。试验终结进行解剖肉眼检查及组织病理学检查,所有动物皆未发现任何与试验物质处理相关之病变。综观以上香杉芝液态发酵菌丝体粉末及其萃取物的研究试验结果,在喂食ICR小鼠之口服急性毒性的2周试验期间,其AS-E的LD50为大于3 ml/kg bw,AS及AS-W则皆大于9 g/kg bw;在SD大鼠之口服急性毒性剂量投予至2000 mg/kg,在1周试验期间未发现不良反应,此结果将作为人体使用此产品之安全性参考。

植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum) GKM4改善精液质量

精液品质(sperm quality)会随年龄增长老化的发生而有逐年下降的趋势,环境也是其中因素之一。本实验选用大型动物种猪(swine)进行试验,用来评估植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum) GKM4对于精子品质的影响。试验分别纪录2019年至2021年间年长之繁殖用公猪的精子质量,分析项目包含精液量(ejaculate volume)、精子活动力(sperm motility)、精子数(sperm number)、精子型态(sperm morphology)等。以益生菌介入后之2020年与无益生菌介入之2019年同期相比,摄食益生菌GKM4之年长公猪的精子活动力显着维持,且畸形精子(abnormal sperm)比例具下降趋势。另外,种猪之精液质量亦会受环境影响,尤其是夏季温度高易使精液质量下降。因此本试验又于2021年分析夏季时段投予菌株GKM4每天100公克于公猪饲料中的公猪精液质量差异,结果在夏季时段相比无菌株介入之组别,菌株GKM4可有效提升公猪精子活动力、正常型态的精子比例,以及降低畸形精子的比例。总观上述统计资料分析,益生菌L. plantarum GKM4的摄取可有效改善精液质量,尤其是提高精子的活动力、改善精子性状,减少受精过程的胚胎发育异常,提高生育力。

乳双岐杆菌GKK2对OVA诱导气喘小鼠之影响

气喘为气管道的慢性发炎性疾病,急性发作严重时可能会造成呼吸衰竭,甚至导致生命危险。本篇研究目的为评估自国人体内筛选出之乳双岐杆菌GKK2改善OVA诱导之小鼠过敏情形及有效调节相关过敏因子。实验将Balb/c小鼠分为四组:生理食盐水组、OVA诱导气喘组、OVA诱导小鼠给予GKK2-100组(0.123 mg/day/kg)及OVA诱导小鼠给予GKK2-300组(0.41 mg/day/kg)。实验结果显示,OVA致敏小鼠经给予乳双岐杆菌GKK2低高两剂量组后,其呼吸道阻力、嗜酸性球(eosinophil)及OVA特异性IgE皆较OVA诱导气喘小鼠组别显著降低许多。在IFN- γ及IgG2a方面,给予乳双岐杆菌GKK2,则能有效增加致敏小鼠体内IFN- γ及IgG2a的含量,降低过敏反应。

基于斑马鱼模型的抗结核药物肝脏毒性比较研究

目的以肝脏绿色荧光转基因斑马鱼Tg(L-FABP:EGFP)为模型,研究一线抗结核药物异烟肼、吡嗪酰胺和乙胺丁醇对斑马鱼肝脏的影响以及比较其肝毒性大小。方法用不同浓度的异烟肼、吡嗪酰胺和乙胺丁醇分别处理发育至72h的斑马鱼,于加药后24、48和72hpe(hour post-exposure)观察斑马鱼的死亡率、畸形率和肝脏形态变化情况,荧光显微镜下观察药物对斑马鱼肝脏荧光面积和荧光强度的影响。结果随着给药浓度的增加和给药时间的延长,异烟肼、吡嗪酰胺和乙胺丁醇导致斑马鱼死亡率、畸形率升高。在72hpe,与空白对照组相比,1、2.5和5mmol/L吡嗪酰胺组斑马鱼肝脏荧光面积显著下降,5mmol/L异烟肼组斑马鱼肝脏荧光面积显著下降,10、20和30mmol/L乙胺丁醇组斑马鱼肝脏荧光面积显著下降。5mmol/L浓度下,异烟肼导致斑马鱼肝脏荧光面积降低程度高于吡嗪酰胺。结论异烟肼、吡嗪酰胺和乙胺丁醇均有肝脏毒性,乙胺丁醇肝毒性最小。1和2.5mmol/L浓度下吡嗪酰胺导致斑马鱼发生肝损伤程度强于异烟肼,但5mmol/L下异烟肼肝脏损伤程度强于吡嗪酰胺,其有关机制需进一步研究。

斑马鱼皮肤损伤模型的建立及分子机制

目的以皮肤荧光转基因斑马鱼(ktr4:NTR-h Kik GR)为实验动物,研究长春新碱对皮肤细胞的损伤作用及其分子机制,建立皮肤损伤模型。方法取受精后24 h皮肤荧光斑马鱼胚胎,将脱膜后的胚胎分别置于0.01~0.04 mmol·L^(-1)不同浓度的长春新碱中,24 h后采用荧光显像的方法对斑马鱼皮肤荧光斑点进行计数和统计处理;同时对鱼体细胞死亡情况进行TUNEL试剂盒检测,确定其皮肤细胞死亡的水平;利用蛋白免疫印迹的方法对各组斑马鱼胚胎的caspase-3、KRT4及p53表达水平进行检测。结果在长春新碱与斑马鱼胚胎共同孵育24 h后,0.02、0.04 mmol·L^(-1)长春新碱明显引起斑马鱼荧光皮肤细胞减少(P<0.01);TUNEL检测表明,长春新碱与对照组比较能明显引起斑马鱼皮肤细胞凋亡;Western bolt分析显示,0.02、0.04 mmol·L^(-1)长春新碱能诱导斑马鱼胚胎caspase-3和p53表达增加(P<0.01),同时高浓度的长春新碱可使皮肤角蛋白KRT4表达明显减少(P<0.01)。结论利用长春新碱引起斑马鱼皮肤损伤,该局部毒性作用可作为皮肤损伤的造模新方法。

台湾地区斑马鱼研究现况

台湾地区斑马鱼研究起始于1996年，在经历了约8年的萌芽期（1996-2003年）之后，目前已进入到茁壮期（2004-现今），现今全台湾共有83个实验室使用斑马鱼作为实验材料，台湾地区斑马鱼研究社群的研究主题可大致分成3大类：（1）胚胎发育；（2）人类疾病；（3）生物技术。累积至今与斑马鱼相关论文发表总数已达到342篇。自2010年起，台湾也成立了两个斑马鱼种质资源库（TZCAS与ZeTH）。在种质资源库的充分协助下，目前许多医院的临床医师、工程与生物信息相关领域的研究人员，也开始加入斑马鱼研究社群进行跨领域的整合性研究，成为现今台湾地区斑马鱼研究的一大特色。

评估13种复合型益生菌在调节过敏中的有效性

本研究评估13种复合型益生菌在调节过敏方面的有效性。实验设计使用卵清蛋白(OVA)作为过敏原,通过腹腔注射和呼吸喷雾使BALB/c小鼠(n = 6)致敏,并评估三种不同剂量的复合益生菌对过敏的改善情况。结果表明,复合益生菌补充剂以剂量依赖性方式显著降低了气道阻力。此外,与OVA诱导组相比,复合益生菌组的肺冲洗液中的炎症细胞因子IL-4、IL-5和PGE2也呈剂量依赖性降低。脾脏分析表明,复合益生菌可以促进OVA特异性细胞因子和IL-2的分泌,减少非特异性总免疫球蛋白E (IgE),减少OVA特异性IgE的产生。综上所述,13种复合益生菌表现出改善过敏反应的作用。

蝉花菌丝体对大鼠Gentamicin肾损伤之保护作用

Gentamicin被用于治疗由革兰氏阴性菌所引起的致命性感染,然而,因gentamicin有较强的肾毒性,能抑制肾脏细胞蛋白质的合成,所以易导致急性肾衰竭的发生。蝉花(Cordycepscicadae)为名贵传统中药材,具有保护肾功能等多样生理功效。本篇研究分为三个部分,我们首先比较两株虫草属真菌–蝉花及禅草(Cordyceps cicadicola),何者对于gentamicin诱导之急性肾损伤有较好的预防功效;接着,我们评估发酵时间长短对于蝉花之肾脏保护功能有无影响;第三部分则进行蝉花对于gentamicin诱导之急性肾损伤的剂量效应评估。试验期间每日进行实验动物之临床观察并测量动物体重,并于试验结束时取大鼠血液、尿液及脏器进行血清生化学检查、尿液分析及组织病理学检查。试验结果显示,蝉花菌丝体对于gentamicin诱导之急性肾损伤大鼠有良好预防功效。

利用顺铂诱导急性肾损伤动物模式筛选肾脏保护之益生菌

肾毒性(nephrotoxicity)是使用抗癌药物顺铂(cisplatin)常见的副作用。近年许多研究致力于找出减缓顺铂化疗时的副作用,尤其是对肾脏的保护。因顺铂对于肾损伤的机制并非单一,故特定机制的肾保护素材有其效果上的限制。益生菌(probiotics)有益于人的机制具多方面,像是促进肠道健康、提升免疫等。近年也有研究关于益生菌在肠–肾轴(gut-kidney axis)的关系。因不同的益生菌菌株(strain)具有不同的功效,故有必要筛选具有肾脏保护的菌株。实验自可食用动、植物来源素材分离乳酸菌(lactic acid bacteria)后,利用注射单一剂量的顺铂刺激ICR小鼠诱发急性肾损伤(acute kidney injury),并观察先于10天前喂食不同之乳酸菌菌株,其诱发4天后对肾脏保护的效果。从分离之5株菌株中,鼠李糖杆菌(Lactobacillusrhamnosus) GKLC1具有减缓因顺铂造成的血清尿素氮(BUN)与肌酸酐(CRE)升高。在肾脏组织病理分析上,相较其他组别,菌株GKLC1也观察到相较少的组织坏死。故本次筛选试验结果,以鼠李糖杆菌GKLC1最具肾脏保护的潜力。

筛选与评估减缓肠道发炎功效之益生菌

本篇利用葡聚糖硫酸(Dextran Sulfate Sodium,DSS)诱发小鼠肠道发炎的模式来筛选与评估益生菌在减缓肠道发炎与损伤的效果。实验将8周龄的BALB/c小鼠分为六组(n = 10):正常对照组(无DSS诱导)、负对照组(DSS诱导)、片球菌GKA4组(DSS + GKA4)、片球菌GKP4组(DSS + GKP4)、乳酸菌GKR1组(DSS + GKR1)、以及乳酸菌GK4组(DSS + GK4)。连续14天以相当于成人一天摄取1克的剂量管喂小鼠益生菌,并于第7天到第14天的饮水中加入3.5% DSS,藉以诱发肠道发炎。实验结果显示给予3.5% DSS后,片球菌GKA4组及GKP4组与负对照组相比下,其对于体重减轻、结肠长度、疾病活动指数等指标均有明显改善。此外,亦可降低血清中促炎细胞激素IL-1β、IL-6及TNF-α含量,藉此减缓由DSS引发的肠道发炎反应。综观上述结果,片球菌P. acidilactici GKA4与P. pentosaceus GKP4具有应用于肠道保护的益生菌潜力。

植物乳杆菌GKM3益生菌对高脂饮食肥胖大鼠之影响

高油脂饮食已经被证实造成许多肥胖相关疾病之发生,例如:第二型糖尿病、脑中风、心血管疾病、脂肪肝、肠癌、高血压与高血脂症等。本研究以分离自台湾产腌制酸菜中的植物乳杆菌GKM3益生菌冻干粉末喂食高脂饮食诱导Wistar大鼠,探讨其对体脂肪、体重及血液生化分析之影响。试验大鼠分为三组,分别正常组(ND)喂食正常饲料,高脂饲料组(HFD)及高脂饲料管喂给予GKM3益生菌组(HFD + GKM3)。结果显示给予GKM3可显著抑制高脂饮食诱导之体重增加,抑制肝脏的肿大、降低内脏脂肪与体脂肪堆积、降低血清中三酸甘油酯与尿酸浓度、降低肝脏中脂质含量及提高粪便中脂质含量(p <0.05)。

一位令人怀念的科学家：钱其斌

1早熟的科学神童钱其斌（1965～2011）出生于美国，是华裔知名科学家钱致榕教授的长子。钱致榕在1946年随家庭由大陆迁至台湾定居，于台湾大学物理系和美国耶鲁大学分别完成学士与博士学位，自1969年起执教约翰霍普金斯大学迄今。钱致榕教授热心推动华人高等教育，是海峡两岸20多所名校的名誉教授、讲座教授、董事及顾问。或许是在这样的书香世家背景中成长，钱其斌自小就显露出对知识的天赋与热爱。他自幼有强烈的好奇心，喜欢自学，

蝉花液态培养菌丝体对ICR小鼠及SD大鼠之急毒性探讨

蝉花为名贵传统中药材,具有保护眼睛、保护肾功能等多样生理功效,野生蝉花采集不易,人工大量发酵生产是个可行的替代方式。本篇研究以采集自台湾地区的野生大蝉花作为菌种来源,并以液态发酵方式培养蝉花菌丝体,进行ICR小鼠及SD大鼠之单一极限剂量安全性评估试验。ICR小鼠的实验中分别给予RO水、12 g/kg bw蝉花发酵液冻干粉末、12 g/kg bw水萃物及3 g/kg bw酒萃物;SD大鼠则给予RO水及2000 mg/kg bw三批独立发酵生产之蝉花发酵液冻干粉末,各组别5只试验动物。试验结果显示,试验期间所有受试动物生长情况良好无死亡情形,无明显临床症状发生,生化学检查、总解剖及组织病理学检查结果与对照组相比,亦均无明显差异,此结果可作为日后人体食用功能性蝉花发酵菌丝体之安全性参考依据,并推测蝉花发酵液冻干粉末及其水萃、酒萃物喂食ICR雄、雌鼠之口服急性毒性剂量,其LD50分别大于12 g/kg bw、12 g/kgbw及3 g/kg bw。

副干酪乳杆菌GKS6降血糖之研究

糖尿病为重大慢性疾病之一,糖尿病及其并发症影响国人健康不容小觑,并且糖尿病相关疾病之医疗负担相当庞大。本研究以小鼠口服葡萄糖耐受性测试(Oral glucose tolerance test;OGTT)模式评估喂食14天副干酪乳杆菌Lactobacillus paracasei GKS6进行短时间内喂食高浓度葡萄糖之测试,结果显示GKS6菌株对于抑制血糖上升具有影响效果。再以高脂饮食喂食Wistar大鼠6周模式,观察GKS6对血糖之影响,结果显示,在高脂饮食下喂食GKS6,亦可有效抑制高血糖的现象。

灵芝对四氯化碳诱导大鼠慢性肝炎之护肝功效评估

本试验是以灵芝菌丝体粉及灵芝子实体萃取物制成之灵芝复合品,探讨其对四氯化碳(CCl4)肝炎的功效。四氯化碳(20%、0.2 ml/100g body weight)每星期投予两次,共八星期。大鼠于四氯化碳投予前一天,每日经口头喂予灵芝粉一次,直至实验结束。灵芝产品对第一、三、六、八周四氯化碳所升高的血清AST及ALT值由明显降低作用。四氯化碳诱发大鼠慢性肝炎明显增加脾脏重量,减少肝脏蛋白质含量,增加肝脏脂质过氧化程度及胶原蛋白含量。灵芝产品明显增加蛋白质含量,及降低脂质过氧化程度和胶原蛋白含量。由这些结果明确表示,灵芝粉可以减轻四氯化碳所诱发的大鼠慢性肝炎。

蝉花发酵菌丝体口服安全性及其降眼压效果评估

高眼压是造成青光眼重要的原因之一,若长期眼内压力过高压迫视神经,视神经会受损、萎缩,影响视力,严重情形可能造成失明。蝉花(Cordycepscicadae)是使用历史悠久的中药材,具有护肾、调节血糖与护眼等生理活性,不过尚未有针对降低眼压的文献报导。因此本研究利用液态发酵方式培养蝉花菌丝体,以大白兔动物模式评估食用安全性后,再评估其降眼压的能力。安全性部分,以口服投予蝉花发酵菌丝体低剂量2.5 mg/kg b.w.及高剂量25 mg/kg b.w.,连续喂食10天后,采血分析以及进行组织病理切片评估。结果显示,在血液学分析、血清生化分析以及肝、肾病理组织切片中,没有观察到与试验物质相关的病变。在降眼压测试中,单次口服投予不同发酵天数的蝉花发酵菌丝体单一剂量,在喂食后不同时间点量测其眼内压。结果显示,不同发酵天数的蝉花发酵菌丝体在喂食后第1小时及第3小时皆可降低兔子眼内压。综合上述,蝉花发酵菌丝体在兔子口服安全性试验中不具短期连续喂食毒性,且对降眼压有正面的效果。

评估液态发酵樟芝菌丝体粉末之免疫调节功能

本试验目的在评估液态发酵樟芝菌丝体粉末之免疫调节功能,依照卫生福利部公告的《健康食品免疫调节功能评估方法》,以喂管喂食BALB/c小鼠模式,藉由小鼠体重、抗体、细胞激素、吞噬细胞活性、自然杀手活性等等测试与分析,以进行评估。将雌性BALB/c小鼠随机分成4组,分为控制组及三液态发酵樟芝菌丝体粉末剂量组;三剂量组分别相当于成人每日液态发酵樟芝菌丝体粉末建议剂量的0.5倍(0.5XAc, 1890 mg/day/kg)、1倍(1XAc, 3780 mg/day/kg)和2倍(2XAc, 7560 mg/day/kg)。并使用卵白蛋白(ovalbumin, ova)诱发特异性免疫反应。结果显示,对照组与各剂量组小鼠的体重没有显著差异,显示液态发酵樟芝菌丝体粉末对于小鼠生长均无不良的影响。观察脾脏中淋巴细胞数目消长,发现三测试剂量均不影响MHC I、MHC II、T及B细胞次群之比率,显示在测试剂量范围内,液态发酵樟芝菌丝体粉末对于小鼠脾脏淋巴细胞次群无异常的影响。在非特异性免疫反应方面,液态发酵樟芝菌丝体粉末可显著活化自然杀手细胞,促进IgM抗体早期生成,提升脾脏T淋巴细胞的增生,同时能促进脾脏细胞自发性IL-2及IFN-γ的分泌。至于特异免疫反应方面,液态发酵樟芝菌丝体粉末对ova特异淋巴细胞之增生有提升的作用,以及明显的提升脾脏ova特异性淋巴细胞分泌IL-2和IFN-γ的分泌,并可显著的抑制脾脏ova特异性淋巴细胞分泌IL-4。综上所述,液态发酵樟芝菌丝体粉末具有活化自然杀手细胞,促进淋巴细胞增生,调节细胞激素分泌,倾向于增加Th1免疫反应的表现。

探讨补充Lactobacillus plantarum GKM3在肌力退化及肌肉流失之功效

因应高龄社会的趋势,肌少症(Sarcopenia)是长者应注意的潜在健康危机。肌肉的减少除了在运动表现及行动能力下降外,骨骼肌持续随着时间的流失造就了基础代谢全面性的降低,许多文献证实肌少症影响着个体在临床上愈后的表现,因此提早进行肌少症的预防与诊断,是可以降低残疾,住院以及死亡的发生率。由于至今没有一种万灵丹能有效的治疗老化,因此要如何减少肌力退化及肌肉量流失为目前治疗肌少症的核心策略。近期研究指出益生菌可以调节肠道菌群,也有部分的研究证实益生菌所改善的肠道菌丛能有效的增加蛋白质的吸收,但尚未有研究提出哪些益生菌能具有增加肌肉量与质之功效。故本研究先利用小鼠纤维母细胞(C2C12)建立地塞米松(dexamethasone)诱导肌肉萎缩之细胞平台,发现益生菌Lactobacillus plantarum GKM3具有预防肌肉萎缩之潜力,接着,我们在动物模式上,藉由禁锢(Cast immobilization)七日方式来诱导小鼠肌肉萎缩,在禁锢的第一天就将GKM3冻干粉(500 mg/kg)喂食小鼠并连续喂食两周。

以酒精液态饲料评估副干酪乳杆菌Lactobacillus paracasei GKS68之护肝保健功效

过量饮酒易导致代谢过程产生过多自由基,造成氧化压力,影响脂质代谢造成脂肪累积于肝脏,长期会有慢性发炎、肝纤维化与肝癌等病变的风险。近年研究显示益生菌对人体健康扮演重要的角色。本研究以酒精液态饲料评估副干酪乳杆菌Lactobacillus paracasei GKS68之护肝保健功效。连续6周口服GKS68搭配酒精性饲料的C57BL/6雄性鼠动物模式中,小鼠之体重变化及摄取量与负对照组无显着差异;6周后牺牲进行血液生化分析,AST、ALT、TG、TC与负对照组均有显着下降。另外,肝脏相对重量、高剂量组之肝脏中TG、TC与负对照组亦有显着差异;肝脏酵素GSH含量、SOD活性在高剂量组与负对照组相比具有显着提升,显示GKS68可改善酒精引起的肝细胞损伤、有效降低酒精所造成的脂肪堆积,达到肝脏保健之功效。