🌺2026臺大生命科學系杜鵑花節🌺
✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ
分子細胞生物學的神秘酷知識
生科領域太豐富ㄌㄌㄌ，研究方向也太多ㄌㄌㄌ，看得好眼花撩亂！今天來跟大家介紹三個分子細胞生物學的神秘酷知識😋
-
壹、癌細胞轉移 (metastasis)
（一）什麼是癌細胞轉移
癌細胞轉移，指癌細胞從原本的腫瘤位置，藉由侵入血液及淋巴系統，漂流至其他器官、形成新腫瘤的過程。轉移的主要原因是原本的腫瘤持續長大，所以內部細胞會有氧氣與養分不足的問題，因此癌細胞會去尋找更適合生長的環境。
（二）癌細胞轉移的五個階段
-
侵犯 (invasion)
腫瘤細胞浸潤 (infiltration) 並靠著分泌蛋白酶，分解細胞外基質，破壞周圍組織。此外，癌細胞會轉化上皮間質，使原本緊密連接的上皮細胞變成具有移動能力的間質型細胞，失去細胞黏附分子，增加器官屏障間的空隙，有利於穿越組織屏障。 -
內滲 (intravasation)
癌細胞穿過周圍結締組織，進入血管或淋巴管。因為血管壁的內皮細胞間有縫隙，所以癌細胞能利用偽足鑽進循環系統。進入淋巴管的癌細胞通常先轉移至局部淋巴結，這也是臨床上常以淋巴結切片判斷轉移程度的原因。 -
循環 (circulation)
進入血液或淋巴循環的癌細胞稱為循環腫瘤細胞，他們會在身體裡飄來飄去尋找棲息地。大多數循環腫瘤細胞會被免疫系統攻擊，為了存活，他們會：- 分泌特定激素或配體（如 PD-L1）以躲避免疫系統的辨識與攻擊
- 與血小板聚集形成保護性癌栓，避免遭血流破壞
- 進入休眠狀態，數年後才被重新活化
-
外滲 (extravasation)
癌細胞從循環系統鑽出，附著於特定組織或器官的血管壁，再鑽進目標組織，形成癌細胞群集。不同癌症喜歡不一樣的轉移目標器官（又稱器官趨向性），例如：乳癌易轉移至骨骼、肺；大腸癌易轉移至肝。 -
定殖 (colonization)
癌細胞群集在新環境中適應並大量增殖，長成肉眼可見的轉移性腫瘤。這是轉移過程中最困難的一步——癌細胞必須克服新環境中的免疫壓力、養分競爭等等。部分癌細胞甚至會預先分泌外泌體到他要去的器官，為移民做準備。
-
貳、植物的化學防禦：次級代謝物
（一）初級代謝物 vs 次級代謝物
初級代謝物的主要工作是支撐植物的基本運作，像是植物的生長、開花結果，或是儲存遺傳資訊。我們生活中常見的葡萄糖、蛋白質和脂質都屬於這一類，主要提供能量、建立細胞結構。
次級代謝物則不像初級代謝物那樣隨處可見，通常只在特定的情況或是特定的部位才會產生。雖然它們不直接負責基本的生長，但能幫植物適應惡劣環境、抵抗病害。常見的例子包括生物鹼、黃酮類或類萜，經常被人類拿來提煉成醫藥、農藥、香料或是食品添加劑。
（二）生化功能與防禦機制
-
對抗病原體
- 黃酮類化合物：破壞病菌細胞壁或抑制其酵素活性。有些黃酮類（如槲皮素）可以抗氧化來降低傷害。
- 過敏反應：植物發現病原入侵後，使被感染細胞迅速死亡，阻止病菌繼續擴散。
- 水楊酸：啟動整個植物的後天免疫，使未感染部位提前表達防禦基因，產生抗性蛋白質。
-
躲避掠食者
- 除蟲菊素：菊科植物產生，干擾昆蟲神經細胞的鈉離子通道，導致神經持續放電，防害蟲。
- 尼古丁：茄科植物產生，作用於昆蟲的乙醯膽鹼受體 (nAChR)，干擾神經傳導，防害蟲。
- 茉莉酸：在植物被昆蟲啃食時大量合成，使植物產生蛋白酶抑制劑，讓昆蟲無法消化植物蛋白質；同時釋放揮發性物質吸引寄生蜂來捕食害蟲。
- 丹寧與生物鹼：樹皮與葉片上有，與蛋白質結合降低食物營養價值，對有些動物來說有毒。
-
叫別人小心（生態互動）
- 揮發性有機化合物：植物受傷時釋放乙烯，傳訊給鄰近植物，使其提前啟動防禦。
- 根系分泌物：植物根部分泌次級代謝物進入土壤，調整微生物群落，抑制競爭植物生長，或吸引有益菌跟真菌共生。
-
參、RESTART 如何對抗基因突變疾病
（一）什麼是 Premature Termination Codon (PTC，提前終止密碼子)
基因的蛋白質序列由密碼子 (codons) 構成，每個 codon 對應一個氨基酸，直到遇到終止密碼子 (UAA、UAG、UGA) 才停止轉譯。當基因發生「無義突變」(nonsense mutation) 時，原本氨基酸的密碼子被改變為終止密碼子，稱為 PTC。這導致核糖體轉譯提早停止，產生無功能或錯誤功能的蛋白質。相關疾病包括：
- 囊性纖維化：CFTR 基因的無義突變
- beta-地中海貧血：beta-球蛋白基因突變
- 多種遺傳性癌症（如 BRCA1/2 無義突變）
但細胞中有「無義介導 mRNA 降解」機制，辨認並降解含 PTC 的 mRNA，防止疾病加重。
（二）什麼是 Guide snoRNA
snoRNA (small nucleolar RNA) 是真核生物中一種小分子非編碼 RNA，主要存在於核仁中，可以幫助特定酵素對目標 RNA 進行化學修飾。依結構分為兩類：
- C/D box snoRNAs：引導甲基轉移酶對 rRNA 或 tRNA 進行甲基化，穩定 RNA 結構。
- H/ACA box snoRNAs：引導假尿苷合成酶將目標 RNA 中的尿苷 (U) 轉變為假尿苷 (Ψ)。
假尿苷 (Ψ) 是 RNA 中最常見的修飾鹼基，相較於正常尿苷，Ψ 多了一個額外的氫鍵供體 (N1-H)，使 RNA 結構更穩定，並能改變 RNA 與核糖體、轉譯因子之間的交互作用。
（三）RESTART 的運作機制
RESTART (RNA-guided pseudouridylation to suppress premature termination codons) 是一種無需 CRISPR，直接修飾 RNA 的治療策略：
- 設計引導 snoRNA：根據目標 mRNA 中 PTC 的位置，人工設計相應的 guide snoRNA，使其能與目標 mRNA 的 PTC 位置互補配對。
- 呼叫假尿苷合成酶：gsnoRNA 與一些假尿苷合成酶形成複合體 snoRNP，移動到 mRNA 上 PTC 的位置。
- U → Ψ：終止密碼子中的 U 被轉化為 Ψ，因為辨識不到終止密碼子，所以核糖體會繼續轉譯，並產生正常功能的蛋白質，改善疾病。
（四）RESTART 相較於其他治療策略的優勢
CRISPR 基因編輯是在 DNA 層次進行永久性的修改。其最大優點在於能達到「永久修正」的效果，但相對伴隨著脫靶風險、遞送困難以及倫理爭議等限制。
相比之下，反義核酸 (ASO) 則是透過遮蔽或降解異常的 mRNA 來達到治療目的。雖然目前市場上已有數種成熟的上市藥物，但該策略在針對過早終止密碼子 (PTC) 的治療效果上仍相對有限。
最新的 RESTART 策略則專注於 RNA 的假尿苷化修飾 (PTC)。其核心優勢在於具有高度的序列特異性，且因不涉及 DNA 修改而無基因組編輯風險，並具備可逆性調控的特性。然而，該技術目前仍面臨遞送系統尚需開發及體內效率待優化的挑戰。
RESTART 最大的優勢在於它作用於 RNA 而非 DNA，不永久改變基因組；同時借助 guide snoRNA 的精準引導，具有位點特異性，可針對不同的 PTC 突變進行個人化設計。
-
更多資訊可以點選主頁連結到系網查詢，期待各位加入生命科學系的大家庭呦🫵
-
撰文│黃子晴
製圖│陳晨羚
編輯│沈奕妍
✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ
有任何問題都歡迎私訊，或是直接來杜鵑花節找我們！也歡迎追蹤看更多生科系相關資訊😋
期待3/14、3/15見～
✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ✿॰ॱ*｡ﾟ
#台大 #生科 #杜鵑花節 #ntu #lifescience
張貼留言