文獻回顧

1.2.1 光學同調斷層攝影術(OCT)

光學同調斷層掃描儀(optical coherence tomography, OCT)是一種 非侵入式、非破壞式的造影技術[9,10]，OCT 利用屬於時域上的低同 調干涉技術，對不同光程差的逆向散射光作檢測，得到一連串的干涉 波包，由於多次散射光會破壞光的同調性質，OCT 所量測到的信號 可排除多次散射光的信號，主要以直進光子或蛇行光子(ballistic or snake photons)來成像，再加上它採用的是近紅外光波段的光源，因此 可以得到高散射生物介質內的光學資訊。因此自1991 年 OCT[11]此 一技術被提出後隨即應用於半透明的生物組織造影上(例如眼球前房 及角膜的部份[12]，非洲蛙的蝌蚪[13,14]等)以及具有對光高度散射的 組織(例如視網膜[11]、腸胃道等管腔結構內[15])。

1.2.2 掃瞄式光源之光學同調斷層攝影術(Swept Source OCT)

由於成年果蠅個體大約2~3 釐米且表皮不透明，需要在具有高度 散射特性生物體內仍能取得觀測影像的斷層技術，而其背血管位置由 胸節到腹節，被表皮所包覆著，背血管的後端具有規則收縮功能的心 臟，其收縮及舒張終末管腔體積分別約僅8μm 及 80μm 左右，需要 足夠高解析度的顯微影像平台才能精確測量正常與病變的心臟大 小，再加上由於麻醉劑會引起實驗動物的心律不整及改變心臟正常功 能[16-19]，因此需要有高速掃瞄的技術能以非侵入式、不需麻醉的情 況下，在活體果蠅內測量到正確的心臟功能參數。本篇論文所使用的 掃瞄式光源之光學同調斷層攝影系統(Swept Source Optical Coherence Tomography，SS-OCT)有高於傳統時域光學同調斷層攝影術(Time domain OCT，TD-OCT)的軸向掃瞄速度(Axial scan rate = 16kHz)，成 像速率大約在每秒25 張(512×512 pixels)左右，其軸向解析度在空氣 中大約為12μm，優於一般 OCT 的影像的軸向解析度(20~30μm)。

此外，探頭與觀測生物樣品之間有不需接觸的優點，因此本研究所提 出之高速光學同調斷層顯微觀測平台將適用於活體成蟲果蠅動物模 式下，並與本校生命科學系合作進行成人心臟病致病機轉與致病基因 篩選之研究。

1.2.3 血管收縮素轉換酶(ACE)與血管收縮素相關轉換酶(Acer) 由 文 獻 [33] 可 知 ， 血 管 收 縮 素 轉 換 酶 (Angiotensin-converting enzyme，ACE)家族對於心臟發育及型態有重要的影響，近年研究顯 示 哺 乳 類ACE 及 其 在 果 蠅 的 同 源 基 因 血 管 收 縮 相 關 轉 換 酶 (Angiotensin-converting enzyme related，Acer)在胚胎發育時期表現於 心臟及附屬組織。由於果蠅和脊椎動物在心臟發育的型態和基因調控 上有高度的保守性，且為研究心臟發育的優良模式，本研究之突變果 蠅皆為表現與調控Acer基因之結果。原位雜和顯示Acer為母系遺傳基 因，最早可在受精卵中偵測到，在胚胎開始發育後隨即消失，直到germ band 完全延伸時表現於背部的中胚層，當心臟先驅細胞形成後，Acer 亦持續地表現在這些心肌細胞，直到外胚層背部癒合，且心肌細胞由 兩側移動至背中線處結合形成管狀器官，Acer在心臟特異性的表現顯 示其在心臟發育扮演一定的角色，而先前研究也證實在Acer的突變胚 胎心肌及圍心細胞有缺失的性狀。

心血管疾病在二十一世紀將會是個嚴重的問題[34]，心臟病主要 的危險因子是高血壓[35]。高血壓是由遺傳和環境因子共同控制的多 因子病徵[36]，許多環境因子像是飲食已經是眾所周知的，但是我們 對造成心臟病的遺傳因子瞭解並不多。Renin-angiotensin system (RAS) 是 維 持 血 壓 恆 定 很 重 要 的 調 控 系 統 ，renin 會 將 血 管 收 縮 原 (angiotensinogen)末端幾個胺基酸切掉形成 angiotensin I (Ang I，胺基 酸組成：DRVYIHPFHL)，Angiotensin-converting enzyme (ACE)再將 Ang I 末端的 histidine 和 leucine 切掉形成真正能促進血管平滑肌收縮 的血管收縮素(angiotensin II、Ang II，胺基酸組成：DRVYIHPF)[37]。

Ang II 還會刺激心臟的生長，可能與心肌肥大與肌母細胞增生有關。

Ang II 合成量增加引起的細胞反應，最終可能導致細胞功能喪失、收 縮能力和存活率也會受到影響[38]。