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臺灣

新式高能磁場對於骨髓幹細胞軟骨分化的影響

近年來,再生醫療利用幹細胞幫助組織器官新生的方法已有長足進步,但仍然面臨許多的瓶頸。例如: 幹細胞注射進入人體以後,無法繼續分化生長成所需組織。最近,高能磁場的使用也是醫學界蓬勃發展的議題,我們試圖利用高能磁場誘導幹細胞的分化,希望可以增加幹細胞分化的效能,這是一創新的嘗試。我們比較新型高能磁場(RMS)與對照組於骨髓幹細胞(BMSCs)的分化效果,發現RMS 中叢集式刺激(iTBS)的SOX9和COL10的基因表現與免疫組織化學染色明顯優於15Hz RMS 與對照組。最佳的刺激設計為強度50%的iTBS連續施打五天。我們亦發現每回合900 pulses有優於每回合600 pulses的趨勢。此實驗證實iTBS能夠增加BMSCs在體外的軟骨分化表現,反映在基因表現層次到膠原蛋白合成的層次。未來,此方法將進一步使用於動物實驗,期望擴展到臨床上用於退化性關節炎的治療,對再生醫療發展有所幫助。

利用植物菌質體探討菟絲子的蔓延與攀附

本研究利用植物菌質體找出菟絲子蔓延與攀附之調控機制。首先,觀察發現感染植物菌質體之平原菟絲子(C. campestris Yunck.)會產生多分支及莖短化的病徵。接著,測定感病之菟絲子體內植物菌質體SP1蛋白的表現量。本研究利用MEGA-X軟體,依照保留性高的TCP domain序列進行親緣演化分析,找出分別屬於TB1/CYC和CIN群的菟絲子TCP1與TCP2轉錄因子;利用RT-PCR確認平原菟絲子TCP1與TCP2基因表現;以pBA-N-SFP載體進行分子選殖,透過農桿菌浸潤法短暫表現菟絲子TCP1 與TCP2轉錄因子(CaTCP1、CaTCP2)及植物菌質體SP1蛋白。最後,利用西方墨點法確認植物菌質體SP1蛋白能降解CaTCP1及CaTCP2。因此,本研究推測感病菟絲子產生多分支及莖短化的機制,為植物菌質體分泌的SP1蛋白降解平原菟絲子TCP轉錄因子所致。

「菇」「果」之「膠」-探討百香果果膠與香菇幾丁聚醣複合物性質

百香果皮、菇類和茭白筍殼為常見農業廢棄物,我們從百香果皮萃取出果膠,菇類萃取幾丁聚醣,改變幾丁聚醣與果膠的比例合成不同複合物,測量對水、油及染料的吸附,當複合物果膠的比例增加,吸水和油的比率會上升,亞甲藍及甲基藍均以物理吸附為主,隨果膠添加量增加,亞甲藍在1:3後低濃度有化學吸附;將不同纖維長度的茭白筍殼製成紙作為基材,複合物塗佈在紙上測吸水、吸油和作用力,當筍殼紙纖維越長拉力會越大,但厚度也越厚,故應力反而越小;筍殼紙添加複合物後吸水和吸油性質會受到共同的影響,吸水和吸油率在複合物1:5時最佳,而筍殼纖維1cm>打散;筍殼紙添加複合物後打散纖維的拉力有明顯提升,但筍殼纖維1cm則無明顯提升。

多管齊下-發現環保的秘密

因應政府減塑政策的推動,市面上充斥著琳琅滿目的環保吸管,但這些吸管面臨許多使用上的問題,如:無法隨身攜帶、吸管遇熱會軟化、管內異味無法去除、無法徹底洗淨等情形。而本研究所研製出的一次性吸管:洋菜桂竹吸管、蜂蠟桂竹吸管和馬鈴薯蛋殼吸管,皆能解決以上問題。它們不但耐溫、耐酸鹼,且能被長時間保存、不腐壞,而經過掩埋後,質量也會下降。其中,又以馬鈴薯蛋殼吸管,兼具商業化與環保性的雙重價值。此吸管不僅能將原本被視為商業廢棄物的蛋殼變成商品,又因其管材富含磷、鉀、鈣、鎂、鐵等微量元素,在回收廢棄吸管後,很適合將此做為肥料,使其回歸塵土、滋養生命,達到零浪費、零污染的可能,是一種便利、又友善環境的吸管!

驚爆「膠」點-虎紋三角渦蟲黏液分析及功能推測Mucus analysis and functional speculation of Girardia tigrina

本研究進行虎紋三角渦蟲 (Girardia tigrina) 黏液分析及功能推測。利用Bradford法得知渦蟲捕食白線斑蚊幼蟲時不會分泌大量黏液;以銀染染色SDS-PAGE,並以ImageJ與Excel分析,發現渦蟲捕食蚊幼蟲前後黏液中蛋白質單體濃度無顯著增加 ( p > 0.05)。進一步以API ZYM得知渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中含至少8種酵素,包含磷酸水解酶、脂肪酶、蛋白酶、醣水解酶,能協助於體外行化學消化;以酵素活性染檢測,則發現渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中α型醣水解酶分子量位置位於25-37 kDa。未來將持續針對渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中酵素進行分析,如確認渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中蛋白酶、脂肪酶及幾丁質酶分子量位置;探討渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中磷酸水解酶及α型醣水解酶功能等等。

探討不同環境下大蒜清除自由基能力

本研究以不同方式處理大蒜,探究其清除DPPH自由基的能力,利用DPPH在517nm吸光值的減少程度來計算大蒜之自由基清除能力。大蒜萃取液經過60°C隔水加熱後有最佳的自由基清除力(65.2%);蒜末冷藏保存三週後自由基清除率開始明顯降低;在開放環境下,存放8小時後的蒜末之自由基清除率較新鮮蒜末低了約11%;模擬蒜液進入人體消化道時,加入pH=2(胃部)的緩衝溶液清除率最佳(74.3%);市售黑蒜與自製黑蒜之自由基清除率相近,皆優於一般大蒜;重量百分濃度0.9%的市售黑蒜萃取液自由基清除能力最佳。

破風者-紊流與噪聲之流體力學探討

台灣綠能發展目前為能源界顯學,台灣為季風氣候,有得天獨厚的風場條件,然風機扇葉產生之低頻噪聲卻會對居民造成身心健康的影響。本研究嘗試研究扇葉噪聲之物裡蘊含,並以實作及模擬雙管齊下之方式,研究風機噪聲之行為特徵,實作實驗以自製之兩款風洞及四組扇葉,確實觀測到紊流,且與模擬圖形相似,並透過傅立葉轉換方法,得出噪聲強度最高處落於低頻。而模擬結果顯示,風機噪聲與紊流強度高度相關,且在攻角上升的情況下,會有愈大的紊流強度及噪聲,但商用型確有攻角上升,紊流與噪聲下降之情形。最後根據實驗結果比較改良,設計出自製創新型扇葉,其垂直最用力皆優於前列四款,且產出較低的噪聲強度,尤其在高攻角條件之下減噪效果更佳。

水漫校園 陸路成渠-校門口排水系統改善方案

本研究擬以自製降雨系統及依真實比例縮小的溝渠模型及各類水溝蓋改善本校校門口淹水問題,水溝、陰井的製作皆盡可能模擬真實情境。我們經由尋求專業水利技師的諮詢後,決定了三項影響疏洪效果的變因進行實驗。研究結果發現不同種類的水溝蓋集水效果不同、水溝洩水坡度和校內排水溝連接聯外排溝的樣式與角度則會影響排水效果,本研究針對學校實際問題提供階段式具體的建議方案,並公開發表研究結果,有助於改善淹水問題。

咖啡廢棄物再利用-咖啡果皮之研究

本研究將農業廢棄物咖啡果皮為原料,用乾果機以60℃與70℃將其烘乾只要200分鐘,比傳統日曬法(兩天)更快;抗氧化力測試上,乾果機烘乾法顯著優於傳統日曬法;咖啡果皮以乾果機烘乾後的第1~9天都維持穩定抗氧化力;咖啡果實在較高海拔其抗氧化力比較低海拔要好,成長期在均溫較低的咖啡果實其抗氧化力比均溫高還要好;若是在相同海拔、沒有施肥咖啡果皮則抗氧化力較低。與六種果乾進行抗氧化力比較,咖啡果皮茶都比這些水果乾要高。而與茶葉的抗氧化力的測試中,咖啡果皮茶在所有茶類比較中僅次於綠茶,與阿里山高山茶相近。官能品評實驗中,受試者對乾果機烘乾的果皮茶之喜好程度均優於傳統日曬法且具高的購買意願。

探討粒線體如何參與調控細胞內鈣離子訊息傳遞

鈣池調控鈣離子內流(store-operated calcium entry, SOCE)是非興奮性細胞中最主要的鈣離子通道。當內質網缺乏鈣離子時,位在內質網上的STIM1(Stromal interaction molecule 1)便會改變構型與在細胞膜上的ORAI1(Calcium relaease-activated calcium channel protein1)接合,激活SOCE的路徑。近來的研究顯示,粒線體會影響SOCE的活性。已知平均有5%-20%的粒線體藉由連繫蛋白與內質網相連。又已知內職網在缺乏鈣離子時會移動至細胞膜附近,故我們認為粒線體有很大的機率藉由連繫蛋白與內質網一同移動至細胞膜並透過吸收鈣離子的機制來調控SOCE的活性。 在使細胞表現特定螢光蛋白的前提下,我們透過活體細胞攝影來觀察特定對象(粒線體、粒線體內鈣離子)的動態變化。 從實驗結果中我們發現:當SOCE被激活後,粒線體會移動至SOCE發生處且較靠近STIM1。又絕大部分移動至SOCE發生處的粒線體同時也會吸收鈣離子。 過去的研究已證實,當粒線體與內質網之間缺乏鈣離子時,SOCE的活性會降低,且當粒線體內膜的主要鈣離子通道MCU(Mitochondria calcium uniporter)缺乏時,亦會導致相同的結果。又從我們的實驗可知當SOCE被激活時,粒線體會移動至SOCE發生處並吸收鈣離子。綜合上述,我們可以推論以下機制,當細胞內的SOCE被激活時,粒線體會藉由連繫蛋白與內質網一同移動至SOCE發生處,同時以吸收鈣離子的方式來調控SOCE的活性以及細胞內的鈣離子濃度。