🌺2026臺大生命科學系杜鵑花節🌺
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動物相關的神秘酷研究
今天來跟大家介紹三項跟動物有關的神秘酷研究ㄌㄌㄌ！
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壹、以 Patient-Derived Xenograft (PDX) 小鼠建立癌症精準治療
現有的癌症治療與藥物研發已經無法滿足現階段的精準治療需求，因此就有了 PDX 小鼠。
PDX 小鼠相較於一般的小鼠，更適合模擬人體腫瘤生長的狀況和藥物治療的效果，其可以高度模擬癌症，保存病人所有的基因突變和腫瘤內微環境，準確模擬腫瘤侵略與轉移，並建立個人化的醫療，去精準篩選合適病患的藥物，解決鏢靶藥物的弊端。而個人化的 PDX 小鼠則包含以下流程：取出病患腫瘤組織 → 移植到免疫不全的小鼠體內 → 經過多代培育使模型穩定 → 加入病患的 PBMC 模擬病患體內的免疫反應。（見下圖）
PDX 小鼠運用實例－個人化藥物安全和效力測試模型與建立大規模藥物篩選平台， 圖：以 PDX 小鼠建立個人化模型後測試是否出現不良反應與治療效果。
*圖：建立 PDX 小鼠平台，以篩選潛在治療神經教母細胞瘤的藥物，提升藥物通過臨床測試的機會以節省研發成本。
但 PDX 小鼠並不是完美無缺的，生理上，小鼠的癌細胞經過多代培育後可能會產生基因序列的變化，且在經濟效益上，要培育 PDX 小鼠需要花費較長的時間且價格昂貴，背後的成本會比現行的研究方法高出許多。
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貳、斑馬魚作為模式生物的簡介與應用實例
模式生物是實驗動物的一種，他們會被人類深入研究、了解其生理機制，並運用其生物特性或相似的生理結構或運作，將我們所想要的研究結果類推到我們想應用的生物上。而斑馬魚便是我們在實驗室中常見的模式生物之一。
斑馬魚之所以會被選為模式生物，是因為他們的基因形態與人類相似、發育速度快、世代間距短、子代數量多、胚胎透明、體型小且為體外受精。簡單來說，他的基因與人類契合度高，而且好觀察、好操作、樣本多又不佔空間，是最理想的實驗對象。
那我們系上有哪些老師在做與斑馬魚相關的研究呢？以下簡單介紹其中兩位老師的相關研究。
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李士傑老師
- 人類疾病模式建立：實驗室與台大醫院醫師合作，建立 AADC 小兒罕病斑馬魚模式與心臟病疾病模式
- 胚胎發育研究：胚體軸決定與器官發育調控（參下圖）
- 魚類抗寒：觀察急遽低溫變化下斑馬魚幼魚之生理反應及基因表現變化。成果可供建立抗寒害之魚類模式。
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周銘翊老師
神經與行為研究：以斑馬魚研究動物面臨衝突時的神經機制（參下圖）
除了系上老師的實驗室外，在各領域的研究中也經常可以看到斑馬魚的身影。例如科學家們藉由研究斑馬魚突變 gridlock 得知，人類的一種主動脈發育不正常現象起因，為早期的動、靜脈細胞分化的過程缺陷。而 gridlock 被用作藥物篩選，得到兩種藥物便可以醫治該缺陷。又或是藉由將結腸直腸癌患者的癌細胞注射到不同的斑馬魚胚胎中，讓這些斑馬魚與患者使用相同的化療藥物組合，而部分斑馬魚能正確地反應患者術後的腫瘤復發情況，有利後續治療的調整和研究。
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參、合二為一的奇蹟——櫛水母
櫛水母常被誤認為是水母的一種，但事實上它們在生物學上是屬於完全不同的門。兩者之所以在外觀與功能上相似，是因為在演化的過程中發生了趨同演化，個別產生了神經和肌肉組織。櫛水母在演化史上常和海綿放在一起比較，探討說何者才是動物們的最近共同祖先中最先分化的一支，換句話說，科學界現在在爭議著誰才是位於動物界演化樹的最根部，和其他所有動物有著姐妹群的關係。而這方面的爭議目前得出的結論為，櫛水母相對來說演化出了更複雜的構造（組織的分化），但是在不同的演算模型中，基因數據會產生不同的結果，因此這樣爭論還持續在進行中。
圖中的櫛水母散發著七彩的光芒，這是由櫛板的構造反射外部光線所形成的，雖然櫛水母確實能產生生物螢光，但其並非會產生這樣的色彩。
像櫛水母這樣快速且無排斥的融合，表示著其缺乏異體識別 (allorecognition) 的功能，而這類有關櫛水母的研究，便有助於我們未來在研究早期動物進化特徵、再生醫學與移植科學、生物功能整合的快速性與有效性等等領域的發展。
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撰文│江庭葳
製圖│陳晨羚
編輯│沈奕妍
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