干細(xì)胞治療帕金森氏病影片

1、第 4 單元,生物科技簡介-基因工程的發(fā)展及其對社會的影響,授課老師 羅竹芳,【本著作除另有註明外，採取創(chuàng)用CC「姓名標(biāo)示－非商業(yè)性－相同方式分享」臺灣2.5版授權(quán)釋出】,,基因工程與我們 (影片1’11),,,George Gastin,,【突變】意外地變成使人類瞭解自體形成的一種途徑（影片1'23 ）,突變-由於缺乏程序性細(xì)胞死亡造成腳中間兩趾無法完全分離,,Pschemp,,由細(xì)菌談起何謂遺傳工程？,細(xì)菌無所不在。

2、過去除了少數(shù)被人類利用來釀酒、做起司的細(xì)菌外，我們一直以為細(xì)菌對人類文明的助益不大，這個觀念一直到1970年代科學(xué)家開發(fā)了重組DNA技術(shù)（recombinant DNA technology）才開始有了重大的轉(zhuǎn)變。重組DNA技術(shù)簡單來說是應(yīng)用一連串的技術(shù)，在試管中將不同來源—甚至不同生物—的遺傳物質(zhì)剪接在一起，然後轉(zhuǎn)移到某個生物 （例如細(xì)菌） 體內(nèi)，在那裡進(jìn)行新基因的表現(xiàn)。,大腸桿菌，10,000x,生物科技的工具-限制酶,Restr

3、iction Endonucleases,細(xì)菌,細(xì)菌之染色體,,,純化出來的質(zhì)體,重組質(zhì)體,欲轉(zhuǎn)殖的基因,DNA,,含欲選殖某基因的細(xì)胞,純化出來的細(xì)胞DNA,重組質(zhì)體轉(zhuǎn)送至細(xì)菌,重組型細(xì)菌,得到大量基因拷貝以做後續(xù)應(yīng)用,得到大量重組蛋白質(zhì)以做後續(xù)應(yīng)用,細(xì)菌複製,,,可運用某些蛋白質(zhì)（生長激素HGH）治療身高過矮,以基因改造細(xì)菌，再運用這種細(xì)菌消除有毒廢物或臭味,,將抗蟲害基因殖入植物體內(nèi),,可運用某些蛋白質(zhì)（血栓溶解劑）溶解血

4、塊，以預(yù)防心臟病發(fā)作,質(zhì)體,生物科技的工具-2-質(zhì)體,,臺灣大學(xué) 羅竹芳,複製生物Reproductive Cloning,,複製植物,單一細(xì)胞,小植株,胡蘿蔔,細(xì)胞分裂,胡蘿蔔,,臺灣大學(xué) 羅竹芳,桃莉羊,出生: 桃莉羊從一隻成年羊的乳腺細(xì)胞複製而來，1996年7月5日出生於蘇格蘭愛丁堡羅斯林研究所(Roslin Institute) ，六個月後才公諸於世，牠配稱全世界第一隻複製哺乳動物。,臺灣大學(xué) 羅竹芳,白面母羊,黑面母羊,自白

5、面母羊乳腺取出細(xì)胞,抽換細(xì)胞核,自黑面母羊取出受精卵並且除去DNA,桃莉羊-複製羊,用電擊法將兩個細(xì)胞融合,融合細(xì)胞分裂發(fā)育為胚胎,胚胎移殖至另一隻黑面母羊,臺灣大學(xué) 羅竹芳,1998年及1999年與一隻公羊交配，共生下四隻小羊 。期間，羅斯林研究所中的科學(xué)家指出，桃莉羊的 DNA 有缺陷，一般認(rèn)為這是造成桃莉羊有早老的現(xiàn)象主要原因 。2002年當(dāng)牠五歲半時，被診斷出罹患關(guān)節(jié)炎 。2003年年屆六歲的桃莉羊，罹患末期肺病，二月

6、中旬執(zhí)行安樂死，結(jié)束其絢麗的一生 (一般而言羊的壽命約是12年左右) 。,,桃莉羊的一生,臺灣大學(xué) 羅竹芳,,在發(fā)展生產(chǎn)複製新生物的嶄新領(lǐng)域中，人類不知道會製造出甚麼樣的生物， 也不能控制讓不想要的特質(zhì)表現(xiàn)在新生物身上。人非萬能，人類在創(chuàng)造新生物時該扮演甚麼樣的角色呢 ?,桃莉羊給人的省思,複製的動物和原來的《本尊》並不相同。複製動物可能帶有他的《本尊》所沒有的缺陷。,,複製非人類哺乳動物,複製胚胎之發(fā)展歷程 (影片5'15),

7、在基礎(chǔ)研究、農(nóng)業(yè)及醫(yī)藥上的應(yīng)用,複製豬以供異種器官移植,,體細(xì)胞中欲轉(zhuǎn)殖之基因,分裂成胚胎,卵,移除細(xì)胞核,生殖複製,醫(yī)療複製,小羊,代理孕母,組織培養(yǎng),將細(xì)胞核與移除細(xì)胞核的卵融合,,生殖複製(Reproductive cloning)與醫(yī)療複製(therapeutic cloning),臺灣大學(xué) 羅竹芳,,兩種類型的複製（影片3'43）,蒙貝利亞爾牛,,PRA,,什麼是幹細(xì)胞？,指的是胚胎或成體中，一群未完全分化（或未分化）

8、的細(xì)胞，可經(jīng)由細(xì)胞分裂、增生出另一個完全相同的細(xì)胞，亦可經(jīng)由分化( differentiation )，形成多種特定功能的成熟細(xì)胞 ( 例肝細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。,一個從H9亞型細(xì)胞株複製的胚胎幹細(xì)胞，A colony of embryonic stem cells, from the H9 cell line (NIH code: WA09). Viewed at 10X with Carl Zeiss Axiovert scope.,

9、,依據(jù)其分化能力區(qū)分幹細(xì)胞,全能幹細(xì)胞（Totipotent stem cells）－亦稱「完整潛能幹細(xì)胞」，具有完全分化能力的幹細(xì)胞，每一個細(xì)胞都具有發(fā)育成一個完整個體的潛力。潛能幹細(xì)胞（Pluripotent stem cells）－能分化成多種細(xì)胞，但無法分化成所有種類的細(xì)胞，因此也無法發(fā)育成一完整胚胎、個體。,,胚胎幹細(xì)胞,卵,精子,囊胚,胚細(xì)胞,胚胎幹細(xì)胞,,胚胎,,臺灣大學(xué) 羅竹芳,肝細(xì)胞,心肌細(xì)胞,不同的分化細(xì)胞,不

10、同培養(yǎng)條件,神經(jīng)細(xì)胞,胚胎幹細(xì)胞,,胚胎幹細(xì)胞及其在培養(yǎng)時可分化成各種組織細(xì)胞,臺灣大學(xué) 羅竹芳,,依據(jù)取得來源區(qū)分幹細(xì)胞,胚胎幹細(xì)胞（Embryonic stem cells）：一般指取自囊胚內(nèi)細(xì)胞質(zhì)塊、培養(yǎng)於特定條件下所得之幹細(xì)胞，具有自我增生、複製與分化成各種細(xì)胞、甚至完整個體的潛力。成體幹細(xì)胞（Adult stem cells）：其中，「造血幹細(xì)胞」（來自於骨髓、周邊循環(huán)血液臍帶血）與「間質(zhì)幹細(xì)胞」兩大類最受重視，可分化成

11、骨髓細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、肝臟、軟骨、肌肉等組織。,,幹細(xì)胞的應(yīng)用,幹細(xì)胞之應(yīng)用，最終目的不外乎是希望能治療人類疾病，諸如： 阿茲海默癥 帕金森氏癥 腫瘤 免疫缺損 自體免疫疾病 造血疾病等 或是應(yīng)用至組織修復(fù)、器官移植上,,幹細(xì)胞治療帕金森氏病 (影片6’),在腦深部插入電極以電刺激治療帕金森病,,Thomasbg,,幹細(xì)胞所帶來的問題,科學(xué)發(fā)展至今，幹細(xì)胞在再生醫(yī)療（Regener

12、ative medicine）上，已被賦予無限的期許。但是它的來源、它的用途以及它對人類倫理、法律、社會等層面的衝擊，是極具爭議的議題。在多種幹細(xì)胞中，以胚胎幹細(xì)胞最原始、分化能力最強(qiáng)；但是，「受精卵究竟有無生命？破壞胚胎是否算是殺害生命？」「一個受精卵是否具有人權(quán)？」等議題，都直接挑戰(zhàn)人類對生命的定義以及人性的尊嚴(yán)。而對於臍帶血中幹細(xì)胞的取得，爭議雖不若胚胎幹細(xì)胞，但是，臍帶血的所有權(quán)，是屬於嬰兒或是父母親？更重要的是，臍帶血存放

13、者所留存的資料，是否會有隱私外洩之顧慮？這些都是亟需立法嚴(yán)密規(guī)範(fàn)的。,遺傳改造生物-基因改造生物 Genetically modified organisms, GMO,轉(zhuǎn)基因李含C5的基因，耐李痘病毒,轉(zhuǎn)殖基因植物-基因沉默,,Gene Manipulation 舉例,Marjori A. Matzke, Antonius J. M. Matzke; credit Jan Kooter for the left and middl

14、e images, and Natalie Doetsch and Rich Jorgensen for the right images,黃水仙,野米,麴黴-真菌,豆類,將攜鐵蛋白基因從豆類轉(zhuǎn)入米,將β-胡蘿蔔素合成酶的基因從黃水仙轉(zhuǎn)入米,將肌醇六磷酸酶-植酸酶基因從真菌轉(zhuǎn)入米,將金屬硫蛋白基因從野米轉(zhuǎn)入米,金屬硫蛋白提供更多的硫會增加鐵的被吸收,Rice Chromosome,攜鐵蛋白增加黃金米的鐵含量,植酸酶破壞「會抑制小腸吸收

15、鐵」的植酸,β-胡蘿蔔素合成酶合成一種維生素A的前驅(qū)物-β-胡蘿蔔素,,,,,,,,,基因轉(zhuǎn)殖米-黃金米,臺灣大學(xué) 羅竹芳,EPSP(5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸) synthetase：植物利用EPSP合成酵素生產(chǎn)芳香族胺基酸Roundup(農(nóng)達(dá))：一種強(qiáng)力除草劑只要生長旺盛的植物都會被它殺死Glyphosate：Roundup (農(nóng)達(dá))除草劑的活性成分、在環(huán)境中易分解 Glyphosate (嘉磷塞) : 抑制植物 EP

16、SP 合成酵素活性，使植物無法產(chǎn)生所需芳香族胺基酸而致死人類不受Roundup(農(nóng)達(dá))除草劑的影響，因為人類無法製造芳香族胺基酸，人類完全透過所吃的植物中取得。,,抗(耐)殺草劑(Herbicide Resistance),由細(xì)菌找到突變的EPSP 合成酵素基因 (和正常只有一個鹼基不一樣) 將細(xì)菌的EPSP合成酵素基因 轉(zhuǎn)殖到植物，結(jié)果對Roundup (農(nóng)達(dá))除草劑有抗力,,抗(耐)殺草劑轉(zhuǎn)殖植物,,生物科技與智慧財產(chǎn),自然篩選

17、-看好唯一能表達(dá)基因的母豬，因為子代將遺傳母親的性狀，並導(dǎo)致更高的後代育成率。,,基因改造失敗豬（影片0”49）,A New Theory for the Evolution of Genomic Imprinting. Gross L, PLoS Biology Vol. 4/12/2006, e421. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pbio.0040421,1985：美國能源部( US D

18、OE )提出構(gòu)想 1990：美國國會通過30億美元的經(jīng)費，由國家衛(wèi)生院( NIH )領(lǐng)導(dǎo)執(zhí)行15年計畫(六個國家之二十個中心組成聯(lián)盟)1998：定序科技的突破(快速、自動化功能)；民間公司參與競爭2000：完成人類基因體初稿( Human genome rough draft published )2003：宣告全完成人類基因體定序( finished sequence ),,人類基因體計畫(Human Genome Proje

19、ct; HGP)簡史,後基因體時代來臨：新的醫(yī)藥及分子檢驗試劑之發(fā)明個體治療觀念（Single Nucleotide Polymorphism）農(nóng)林漁產(chǎn)品之改良環(huán)境應(yīng)用法醫(yī)之診斷道德，法律及社會問題（Ethical, Legal, Social Issues, ELSI）,,人類基因圖譜之影響,,加拿大東部－紐芬蘭島,當(dāng)?shù)厝说奶厣捍蟀攵际?7－19世紀(jì)間從英國或冰島移民而來。以捕魚、森林、石油維生，生活辛苦。居民很少

20、和外界接觸?？偣布s有 25,000 人的封閉型社會。具有第四個資產(chǎn)－罕見的人類基因資料( 因為人民都有相同的遺傳性疾病 ) 。,,加拿大東部紐芬蘭島的特色 據(jù) NHK2004/02/05的報導(dǎo),十年前，美國德州一個民間研究所到紐芬蘭島上做基因的研究，並且由當(dāng)?shù)氐尼t(yī)生協(xié)助，總共研究 1,000 個過去有心臟病的人的資料。,,事件,,1993年研究計畫的通知,調(diào)查人：由當(dāng)?shù)丶~芬蘭的醫(yī)生負(fù)責(zé)調(diào)查目的：瞭解心臟病發(fā)生的關(guān)係原因調(diào)查項

21、目：心臟病發(fā)生與遺傳親屬罹病情形遺傳法則人民不完全知道檢查項目，只記得被採血,,生物倫理學(xué)家的意見,假如發(fā)現(xiàn)受檢查的人發(fā)生某種病，工作人員有義務(wù)告知對方，在檢查中發(fā)現(xiàn)受試者（合作檢查的人）可能會發(fā)生某種病，也應(yīng)該要採取預(yù)防治療措施。調(diào)查工作應(yīng)以符合倫理的手段進(jìn)行，而讓島上的人也應(yīng)被禮遇得到一種利益，讓受試人民提前做預(yù)防或適當(dāng)?shù)闹委煿ぷ鳌?,思考,當(dāng)面對： 『紐芬蘭這個地方，是研究遺傳性疾病的天堂！』的說法時：媒體

22、到底應(yīng)該扮演甚麼樣的角色？從事這專案研究檢查的人，應(yīng)該要按照倫理道德來進(jìn)行檢查 。檢查的結(jié)果，應(yīng)該告知當(dāng)?shù)厝?，還給她們一個公道，讓他們受益、瞭解有什麼病、怎樣去治療，這樣才是正面的調(diào)查目的。 加拿大根本沒有法律約束檢查的內(nèi)容。但基因的調(diào)查，應(yīng)該要有一定的法律規(guī)範(fàn)。,Page 39,Page 39,Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Stev

23、en A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson (2008). Biology . Eighth edition.Chapter 15.page286~301. San Francisco: Benjamin Cummings.Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. W

24、asserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson (2008). Biology . Eighth edition.Chapter 38.page815~817.San Francisco: Benjamin Cummings.Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman

25、, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson (2008). Biology . Eighth edition.Chapter 20.page396~422.San Francisco: Benjamin Cummings.Peter H. Raven, George B. Johnson (2002). Biology. 6th edition, Chapter 19. Boston Burr Ridg

26、e: McGraw Hill.Peter H. Raven, George B. Johnson (2005). Biology. 7th edition, Chapter 16. Boston Burr Ridge: McGraw Hill.,參考書目,Page 40,http://bbsc.imb.sinica.edu.tw/tutorials/biotechnology.php有關(guān)超人－李維克里斯多夫的後續(xù)報導(dǎo)http://w

27、ww.kintera.org./customsites/CRF/default.htmhttp://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2007/announcement.html,,參考網(wǎng)站：,Page 41,Page 41,National geographic基因複製Discovery 基因工程Discovery 基因的秘密Discovery 遺傳基因Discov

28、ery DNA人體解碼 NHK 基因的研究，2004年2月14日,參考影片,,版權(quán)頁3-1,,版權(quán)頁3-2,,版權(quán)頁3-3,Page 45,本 ppt 內(nèi)『引用圖片』之資料來源,GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation 請註明本著作採用GNU Free Docum

29、entation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation. 遵循其規(guī)定。並標(biāo)明作者、網(wǎng)址。WIKI -This image has been (or is hereby) released into the public domain by its author.請註明本著作採用WIKI public d

30、omain 相關(guān)條款。遵循其規(guī)定。並標(biāo)明作者、網(wǎng)址。創(chuàng)用CC-Creative Commons請註明本著作採用之創(chuàng)用CC授權(quán)條款，遵循其規(guī)定。並標(biāo)明作者、網(wǎng)址。,,,Page 46,圖片若出自相關(guān)的『自由分享媒體資料庫』，該圖片資料將標(biāo)明使用規(guī)則標(biāo)記、圖片網(wǎng)址出處、作品創(chuàng)作年、作者名。圖片若非出自相關(guān)的『自由分享媒體資料庫』，而該圖片又不屬於本PPT創(chuàng)作者，本PPT創(chuàng)作者雖已獲同意並經(jīng)授權(quán)使用，然並無再授權(quán)之權(quán)利，凡此類圖片皆