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生物化學研究所研究領域 跨領域研究團隊 計算化學與有機合成生物活性研究團隊 個人研究實驗室 斑馬魚發育分子研究室 微生物與生物化學研究室 有機藥物與材料合成研究室 化學生物感測器研究室

生物化學研究所研究領域 跨領域研究團隊 計算化學與有機合成生物活性研究團隊 個人研究實驗室 斑馬魚發育分子研究室 微生物與生物化學研究室 有機藥物與材料合成研究室 化學生物感測器研究室 生物化學、癌症生化學、天然物抗癌機制研究室 結構生物學、生醫核磁共振研究室 藥物分子設計、合成與生物活性研究室. 小魚腎 戰士之綠光傳說. 淡江大學化學系陳 曜鴻. 傳說中 , 神秘的 Zone 203 住著一群會發出綠光的小魚腎戰士 , 牠們背負著神聖的使命 …. Zone 203. 拯救腎衰竭. Renal cortex. Renal medulla.

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生物化學研究所研究領域 跨領域研究團隊 計算化學與有機合成生物活性研究團隊 個人研究實驗室 斑馬魚發育分子研究室 微生物與生物化學研究室 有機藥物與材料合成研究室 化學生物感測器研究室

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Presentation Transcript

  1. 生物化學研究所研究領域 • 跨領域研究團隊 • 計算化學與有機合成生物活性研究團隊 • 個人研究實驗室 • 斑馬魚發育分子研究室 • 微生物與生物化學研究室 • 有機藥物與材料合成研究室 • 化學生物感測器研究室 • 生物化學、癌症生化學、天然物抗癌機制研究室 • 結構生物學、生醫核磁共振研究室 • 藥物分子設計、合成與生物活性研究室

  2. 小魚腎戰士之綠光傳說 淡江大學化學系陳曜鴻

  3. 傳說中, 神秘的Zone 203住著一群會發出綠光的小魚腎戰士, 牠們背負著神聖的使命…..

  4. Zone 203

  5. 拯救腎衰竭

  6. Renal cortex Renal medulla Aorta Inferiorvena cava Renal pelvis Renal artery and vein Kidney Ureter Ureter Urinary bladder Urethra A The excretory system B The kidney Bowman’s capsule 1 Proximal tubule Glomerulus Arteriolefrom renalartery Capillaries Bowman’scapsule Nephrontubule Renal cortex Arteriolefromglomerulus 3 Distal tubule Renal artery Branch ofrenal vein Fromanothernephron Renal vein Collectingduct Collectingduct Renal medulla 2 Loop of Henle with capillary network Torenalpelvis Figure 25.9A–D D Detailed structure of a nephron C Orientation of a nephron within the kidney 人類泌尿系統示意圖

  7. 腎臟主要的功能： (一)排泄廢物：每天排出1~2升之水份及25~35公克的蛋白質 代謝的含氮廢物。（主要為尿素、尿酸、肌酸酐） (二)調節水份及電解質：維護鈉、鉀、鈣、鎂、磷之穩定 及維持血漿滲透壓。 (三)調節酸鹼平衡 (四)調整血壓：經由腎素體系進行調節。 (五)荷爾蒙的製造：製造活性vit.D3(以維持骨頭的鈣、磷 代謝)，製造紅血球生成素（維持血紅素之平穩）、腎 素（renin）、前列腺素等。 (六)參與荷爾蒙的代謝：胰島素、副甲狀腺素、胃泌激素 …等。

  8. Kidney dialysis can be a lifesaver • Compensating for kidney failure • A dialysis machine removes wastes from the blood and maintains its solute concentration Line from arteryto apparatus Tubingmadeofa selectivelypermeablemembrane Pump Dialyzingsolution Line fromapparatusto vein Figure 25.12 Fresh dialyzingsolution Used dialyzing solution(with urea and excess ions)

  9. 慢性腎衰竭的預後及死亡 △長期透析治療的死亡三大原因：infection， Cardiovascular disease , cerebrovascular disease △好好控制一些risk factor，存活率高。 △糖尿病患預後通常較差。

  10. 早期發覺：定期尿液檢查 • 定期追蹤治療：找腎臟科醫師處置 • 控制飲食：少吃鹽，少吃肉，控制水分 • 控制血壓：130/80 以下 • 不要亂服偏方成藥

  11. A B D C 斑馬魚的外型：斑馬魚是一種淡水熱帶魚，公魚體表略呈橘黃色(A)，母魚的腹部則較為飽滿(B)。授精後的胚胎為透明狀，可直接透過顯微鏡觀察。(C)授精後約16小時；(D)授精後約25小時。

  12. 斑馬魚的優勢

  13. 顯微注射

  14. 如何做出各種不同的螢光魚? 皮膚開關 血球開關 紅螢光 紅螢光 血管開關 綠螢光 心臟開關 綠螢光 肝臟開關 綠螢光 腎臟開關 綠螢光

  15. 各種不同的螢光魚 Udvadia and Linney, 2003 Ju et al., 2003 Huang et al., 2003 Park et al., 2000 Her et al., 2003 This study Hagashijima et al., 2000 A C

  16. DLAV 1 3 2 5 6 7 8 9 10 4 YE UO MOCK 36 hpf 36 hpf 19

  17. 小魚腎戰士

  18. 小鼠與斑馬魚腎臟發育過程之比較 Drummond, 2003, Trends Cell Biol

  19. 交配產卵 加入測試品B 加入測試品C 加入測試品A 養在24孔培養槽中 觀察胚胎發育過程是否被干擾或破壞 測試品A可能有毒 利用斑馬魚來進行毒性測驗：先讓成魚自然交配產卵，再將授精後的胚胎數個一組，養在24孔培養槽中，最後加入欲測試的測試品ABC，如果測試品A會影響胚胎發育的過程，則可能有潛在的生物毒性。

  20. 利用斑馬魚的優勢建立快速篩選藥物之平台 Langheinrich 2003

  21. Tested compounds Malformed kidney Normal kidney Sodium benzoate NSAID Aristolochic acid Glomerular filtration rate (GFR) assays

  22. 苯甲酸鈉(sodium benzoate) Duration: 24-48 h Tsay et al., 2007

  23. Nonsteroidal Anti-inflammatory Drug (NSAID) Ibuprofen Diclofenac Acetaminophen

  24. NSAID會造成腎損傷 Acetaminophen No treatment Diclofenac Ibuprofen Duration: 12-24 h Peng et al., 2010

  25. 馬兜鈴酸(aristolochic acid) • 中草藥常見的成份 • 曾經用來當成減肥配方 • 具有腎毒性(胚胎腎毒性?)

  26. 馬兜鈴酸之化學結構式 (ChemIDPlus 2004b, IARC 2002)

  27. 中草藥腎病(CHN)或馬兜鈴酸腎病(AAN)？ 1993Vanherweghem, Lancet 1990“粉防己(Stephania tetrandra)”和“廣防己(Aristolochia fangchi)” 腎小管上皮細胞壞死及腎間質纖維化(rapidly progressive interstitial renal fibrosis) 急性腎衰竭(Acute renal failure) 和泌尿上皮細胞癌症(Urothelial carcinoma)

  28. 浸泡馬兜鈴酸後原腎之不同畸形型態 A B gl pt pd Mock C D Ding and Chen, 2012, ToxicolApplPharmacol 48 hpf

  29. 馬兜鈴酸造成斑馬魚之腎功能低下 Control Method VIII No treatment Method VII After 1 hr After 24 hr Ding and Chen, 2012, ToxicolApplPharmacol

  30. 馬兜鈴酸導致斑馬魚腎臟功能受下降

  31. 馬兜鈴酸造成斑馬魚之紅血球堆積 36 hpf 48 hpf MOCK AA MOCK AA E I A M F N B J O C G K L D H P Ding and Chen, 2012

  32. 馬兜鈴酸導致紅血球堆積於腎管及腸道 B A MOCK AA Ding and Chen, 2012

  33. 馬兜鈴酸對循環系統之影響 A B MOCK C D AA

  34. 馬兜鈴酸影響之機制

  35. 馬兜鈴酸腎毒性比較

  36. Normal kidney Toxin exposure Kidney failure Drug and toxin Kidney return to normal Drug treatment

  37. 仙草(熊果酸)及紅酒(白藜蘆醇)之簡介 (Castro et al., 2008) (Liu et al., 1994；Recio et al., 1995；Suh et al., 1998 ；Vasilenko et al., 1982：Wrzeciono et al., 1985； Zaletova et al., 1986： Liu et al., 1994 ） • 1984年曾自仙草分離出來 • 為中藥草鎖陽主要成份之一 • 生物活性：明顯的保肝作用 增加身體免疫的能力 抗發炎 抗腫瘤 抗高血脂症 抑制潰瘍 抑制菌體生長以及降低血糖 • 1940年首次由白藜蘆的根分離出來 • 天然多酚類化合物，在水果及蔬菜中均可發現白藜蘆醇的存在，在自然界中則被發現在葡萄子及花生根內有很高濃度的白藜蘆醇含量 • 生物活性：具有抗發炎 心臟防護 神經防護 抗老化 預防及治療癌症等特性

  38. Blocking the Development of Cancer

  39. 白藜蘆醇與熊果酸會減低馬兜鈴酸引起之腎臟型態改變白藜蘆醇與熊果酸會減低馬兜鈴酸引起之腎臟型態改變 Developmental stages (hpf) 0 12 24 31 Resv or UA AA A B MOCK 5ppm AA C D 48 hpf 5ppm AAI+10ppm RESV 5ppm AAI+10ppmUA

  40. 白梨蘆醇與熊果酸可中和掉馬兜鈴酸之腎毒性 No 5 ppm 10 ppm Resv 10 ppm UA treatment AA 預防預防 After 1hr After 24hr

  41. 熊果酸及白藜蘆醇防護對循環系統之影響 A B MOCK C D AA

  42. 白藜蘆醇防護對循環系統之影響 A B AA C D RESV E F RESV+AA

  43. 熊果酸防護對循環系統之影響 A B AA C D UA E F UA+AA

  44. 熊果酸及白藜蘆醇防護對循環系統之影響 MOCK AA UA UA+AA RESV RESV+AA

  45. 總結

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