Chapter 3 以基因治療癌細胞
3.4 基因的傳送
目前使用的病毒載體大多是減毒或修改過的病毒。超過百萬年的演 變，病毒已發展出非常有效的方法來進入細胞並傳送可致病的基因組。
我們的需要除去病毒中造成疾病的部份並插入可治療病患的重組基 因。這些經過修改的病毒不能於病患體內複製，但仍具有效傳送基因物 質的能力。
另一個策略為製作去氧核醣核酸，蛋白質或脂質復合物的合成載體 於顆粒中，以達有效傳遞基因的能力。
非病毒載體
非病毒載體包括脂質體(liposome)及裸露 DNA (naked DNA )。它們 的優點是安全性高，而且不會引起免疫系統攻擊。但是將基因送入細胞 的效率較差。研究人員正嘗試改變脂質體的化學成分以提高其功效。裸 露 DNA 並無任何脂質包圍。由於 DNA 帶負電，細胞膜表面亦帶負電。為 了避免被排斥，DNA 需與磷酸鈣或帶正電的有機化合物（如
DEAE-dextran）相結合。
Bio-LDH nonahybridization
層狀雙氫氧化合物（Layered Double Hydroxides,LDH），是一表面 帶正電性電荷的人工合成無機層狀材料，組成的通式為：[ MⅡ1-x MⅢx (OH)2 ]x+ ⋅[ Aq-x/q ‧nH2O ]，M2+、M3+分別為二價及三價金屬，A-為層間 陰離子，例如：
[ Mg6Al2(OH)16]CO3⋅4H2O，利用吸附移除自然環境中之污染物是種常用的 處理方法，菱水鎂鋁石(HT)具有類似水鎂石構造(brucite-like)之帶正 電荷層，因此被認為是種有潛力的陰離子吸附劑。一般所採用的LDH合 成方法，是在鹼性固定
pH值的條件下，進行MⅡ 以及MⅢ之離子化合物
（陰離子為氯化物；硝 酸根；硫酸根；碳酸根 等）的共沈澱反應。
上圖中想表達的是：
若應用在生物體內，LDH 是帶正電性電荷的材 料，而 DNA 是帶負電性 的電荷，所以兩物質會 互相結合，藉由 LDH 與 細胞膜的特性，以達到 傳遞的效果。而細胞大 多用內噬作用的方式進 入細胞，如右圖所表示 的圖解，可清楚的看路 徑及過程。
(圖 3.2)
Chapter 4 藥物化學 抗癌作用新靶點及抑制劑的研究進展
相關，其配體RGD (Arg-Gly-Asp) 對腫瘤血管內皮細胞的黏附和遷移 有明顯的抑制作用。目前，人們根據RGD和整合素ανβ3的三維構象設 計出一系列的小分子類。Integrin 是一種存在細胞表面的受體醣蛋白，主要的功能是當作胞
外母質（extracellular matrix）中配體（ligands）的受體（receptor）， 也是一種穿透細胞膜的穿膜蛋白（transmembrane protein），可使細胞 與胞外母質結合，使細胞與細胞間相互連接， integrin 是由兩個次單 位 α、β 以非共價鍵結合成為 heterodimer 的蛋白質，其所組合而 成的 integrin 目前發現已有 22 種。
現在知道有許多 integrin 與 ligand 間結合之交互作用，發現受到胞 外二價陽離子的影響。二價陽離子明顯的影響 integrin 與配體結合的 能力，故本次將針對二價陽離子包括： Ca2+、 Mn2+ 及 Mg2+ 對於 integrins 與 ligand 結合的影響，作一探討。這些二價陽離子中，促 使 integrin 與 ligand 結合之能力有 Mn2+ 及Mg2+，又以 Mn2+的效果最 好，而 Ca2+ 對於 integrin 與 ligand 結合之能力，沒有 Mn2+ 及Mg2+
好，但其具有調節包含：α2β1、α5β1、αװьβ3 及αvβ3 等 integrin 之 Mg2+ 或 Mn2+- supported ligand binding 之能力。
3.以細胞信號轉導為靶點
細胞信號轉導是細胞對外界刺激作出必要反應的途徑，在腫瘤生長 和轉移的過程中，一些生長因子及其受體的應答反應出現異常，導致腫 瘤細胞快速增殖。因此，選擇性阻斷腫瘤細胞的信號傳導通路，破壞其 自控性生長調節機制逐漸成為抗腫瘤藥物開發的熱點之一。
Chapter 5 毒物學新寵兒--斜發沸石
斜發沸石是ㄧ種天然的沸石，無毒且在醫學使用上是安全的，近年 的抗癌治療實驗研究中，建議可被當作一種輔助的藥物。作用機理主要 依賴其晶體狀結構。由於斜發沸石具有高度的陰離子交換能力和很低的 形成膠體特性，因而黴菌毒素，特別是黃曲霉毒素和氨氣能夠像被關進 牢房一樣被斜發沸石牢牢的吸附在晶體表面的小溝內。斜發沸石在飼料 中不能發揮上述作用，它只有在動物的消化道內受到食糜的流動的刺 激，它才能被激活而發揮功能。通過鐵離子與黴菌毒素、氨氣發生交換 作用，毒性很強的細胞毒素能夠被吸附在沸石晶體上。承載有黴菌毒素 和氨氣的沸石離子穩定混合物在動物消化道內很容易形成，該混合物能 隨著糞便被排泄出體外。這一過程的結果直接導致黴菌毒素和氨氣在胃 腸道內的吸收量減少。
基於以上優點在醫學上，研發出一種相似於沸石結構的物質，稱奈 米孔洞物質，是ㄧ種無機的分子，有著小於 2nm~50nm 的孔洞尺寸，就 如沸石或類似篩子般的分子，結構明顯相似於沸石結構及仿效酵素的作 用。
Chapter 6 生技新聞
藥物傳送新系統
新聞日期 : 2006/4/4 上午 10:13:47 文章來源 : Bio.com
美國能源部的 Ames 實驗室開發出奈米藥物運送系統，能運送針對 癌細胞的化療藥物，且不傷害健康細胞。此系統利用含有矽的奈米球進 行藥物運送。
Victor Lin 說：「此奈米球直徑僅有 200 奈米，相當於病毒大小，不會 引發免疫反應；且與生物體相容，容易受到細胞吸收。」此奈米球表面 具有無數平行通道，能藉此攜帶藥物分子；外層則覆蓋氧化鐵顆粒。
此氧化鐵奈米顆粒，可透過磁場控制。Lin 藉此而能將生長於玻璃 試管內的人類子宮頸癌細胞，在添加有奈米顆粒生長能聚集於靠近磁鐵 的一端。
Lin 說：「藉由強力磁場，將能使奈米球聚集於腫瘤處，使其釋放藥物。
磁場不像紫外線有組織深度的限制。」
除了於細胞間運送藥物的能力外，奈米球也有助於研究細胞內情 形。目前欲運送化學物或基因進入細胞都會產生破壞，或是導致無法追 蹤的連鎖反應。而透過可於外部控制的奈米球，將能依序於細胞內釋放 基因、化學標誌和其他物質，以追蹤特定改變的發生。（編譯/林育德）
星生物工程奈米研究院研發奈米載體抗癌療法
新聞日期 : 2006/9/28 12:15:10 AM 文章來源 : 大紀元
新加坡生物工程與奈米科技研究院宣佈研發出癌症新療法，利用奈 米顆粒載體，把藥物或脫氧核醣核酸（DNA)基因準確送到癌細胞，就能 削弱癌細胞對藥物的抵抗力，有效殺死癌細胞。
生物工程與奈米科技研究院楊義燕在接受媒體採訪時表示，目前雖 然也有其他科研人員常識結合藥物和 DNA 來消滅癌細胞，但充當載體的 材料卻經常引起發炎等副作用。
楊義燕指出，商務工程與奈米科技研究院研發的奈米載體，則是一 種具有生物降解（biodegradation）特質的陽離子聚合物製成，更容易，
製造也容易控制載體的大小和特性。
楊義燕說，這種材料不但避免發炎的副作用，也能比現有癌症治療
方法，更有效的把抗癌藥物太平洋紫杉醇（Paclitaxel）送入癌細胞裡。
研究小組是在人類和老鼠的細胞株上進行研究，並取得顯著成果後，在 老鼠體內進行試驗，研究人員把奈米載體注射入老鼠體內，載體內部中 空、內裝致癌藥物，聚合物外殼則保護藥物免遭消化液消化，經過試驗 後，證實載體能直接送往癌細胞，有效抑制腫瘤生長，老鼠腫瘤生長速 度減緩一半，卻不會產生明顯的細胞毒害作用。
楊義燕表示，這種奈米新療法所需藥量，只要傳統療法的四分之一，
這也將降低化療引發的掉頭髮、嘔吐、免疫力下降等副作用問題。
新加坡這項研究成果，已經刊登在最新的「自然材料」材料科學刊物上。
楊義燕說，這項實驗仍處於初步階段，還必須進行更多的動物臨床實 驗，才能展開人體實驗，因此新療法要運用在人體上，還須等待至少十 年。
不過，新加坡生物工程與奈米科技研究院估計，輸送癌症藥物的載 體全球市場，到二零零七年將達一百五十四億美元，因此值得投入。
（中央社記者康世人新加坡二十八日專電）
三、 結語
奈米科技將很快的讓許多疾病、診斷和治療有所突破，也能改善人 類的健康和延長壽命的希望。而分子或個人化的醫學將帶來更好的診斷 和疾病的預防，在疾病的治療上，奈米技術將會有非常好的新的突破。
對奈米科技的疑慮
事實上，奈米科技興起之初即引起激烈反對；有人對奈米科技有疑 慮及懷疑，害怕可能醞釀一些前所未見的可怕風險甚至災難。最大的癥 結是，誰也無法保證運用奈米科技製造的極細微產品會按照超現實的量 子力學原理運作，而不是世人比較熟悉的牛頓力學原理運作。最終的夢 魘是，體積和細菌相當的極微機器人萬一不斷自行複製，進而充斥全世 界，會將人類消滅。曾有研究結果顯示，奈米碳管與其他類似的奈米粒 子可將藥物導入大腦，或許也可以運送毒物，也有專家指出，奈米碳管 可能成為「另一種石棉」。也有人非常關切細菌吸收的奈米粒子可能循 那些管道進入食物鏈的問題。
所以我們應要善用奈米技術在供需平衡及環境與人類間達到好的調 配及研發，讓奈米科技成為社會進步的助力。
四、 心得
這是我第一次嘗試做這樣子的報告，一切都必須要從頭開始。從一 開始的閱讀、理解、找資料、整理資料、上台報告到最後的統整文件，
整個過程很辛苦，但收穫也相對地非常多。以前光是上網找全英的資料 就會覺得很煩，看都不想看，可是藉由這次的報告中，我學到了如何找 一篇報告並且去閱讀它。這當中，我覺得最困難的地方是閱讀 paper 吧！
應該說是我的英文不好，有時候沒辦法了解它整句話的意思，總是要從 幾個單字中去拼湊或猜測它所要表達的意思，所以可能會誤解它的意 義；不過還好在上網查了一些資料之後，有幫助我更了解這篇 paper 的 內容。還有，很慶幸我選擇了能和我分工合作完成這篇 paper 的人，而
應該說是我的英文不好，有時候沒辦法了解它整句話的意思，總是要從 幾個單字中去拼湊或猜測它所要表達的意思，所以可能會誤解它的意 義；不過還好在上網查了一些資料之後，有幫助我更了解這篇 paper 的 內容。還有，很慶幸我選擇了能和我分工合作完成這篇 paper 的人，而