【記者顏婕儒綜合報導】癌細胞轉移與癌症致死率有著密切的關係，根據中央研究院資料顯示，癌症患者約有90％死於癌細胞轉移，多數病人因前期症狀不明顯、難以發現，無法及時的治療。為了讓醫生更有效的做出應對，國立臺灣科技大學材料科學與工程系教授陳建光，帶領研究團隊研發「雷射微流道繞射晶片」裝置，加速檢測用藥是否準確，望能提升癌症治療效率。 國立臺灣科技大學研究團隊研發雷射微流道繞射晶片裝置，獲得2021未來科技獎。　圖／國立臺灣科技大學提供癌症又稱惡性腫瘤，當腫瘤細胞從原生器官組織脫離，進入血液後即為循環腫瘤細胞，而當細胞進入新的器官組織後開始增生，即會造成癌症轉移。傳統療程主要透過化學治療與放射性治療，並以電腦斷層監控是否復發。不過，陳建光說明：「腫瘤大小變化慢，很難即時看出治療是否有效。」因此，多數食道癌患者在藥物治療後，醫師仍會採取預防性治療，切除部分食道進行重建手術。陳建光因不忍看見許多食道癌病人飽受食道切除所苦，於是著手進行研究，經過七年的時間，成功研發出雷射微流道繞射晶片裝置。他解釋，雷射穿過晶片上的表面結構時，會產生繞射現象，因此當血液流過晶片，循環腫瘤細胞會留在晶片不同大小的隙縫上，造成雷射的繞射角度改變。而角度改變的比例跟循環腫瘤細胞數量呈正相關，藉此可以快速地反推細胞數目。 雷射微流道繞射晶片裝置利用繞射角度的變化，推估循環腫瘤細胞數量，藉此快速的判斷醫師用藥是否有效。　圖／陳建光提供此外，雷射微流道繞射晶片裝置只需耗費約一小時就可以評估出循環腫瘤細胞的數目，相比傳統檢測系統約需要三個月才能看出成效，節省許多時間，「癌症病人沒有幾個三個月可以耗損。」陳建光強調。此外，傳統檢測系統需仰賴人力判斷，不僅較易出現錯誤，且一次1萬5000元的檢測費用也相當昂貴，容易造成病人負擔。陳建光預估，使用雷射微流道繞射晶片裝置進行檢測，一次大約只需500至1500元。臺北榮民總醫院腫瘤醫學部藥物治療科主治醫師陳明晃認為，循環腫瘤細胞可以作為輔助檢測，但不能當作唯一判斷標準，他質疑：「會不會腫瘤縮小到一個程度，外面殺得很乾淨，但原發的其實還沒有清乾淨。」不過陳明晃也相當樂見新技術的出現，期待日後受到認證，能實際運用在醫學上。 國立臺灣科技大學材料科學與工程系教授陳建光希望日後能將裝置的各個部分結合起來，並且將操作頁面簡單化，讓不具備專業知識的人也能輕鬆使用。　圖／國立臺灣科技大學提供目前，該裝置屬於半自動，團隊希望能將裝置改為全自動。另外，考量到並非所有人都具備醫療專業知識，團隊期望可以精簡操作介面、簡化步驟，陳建光強調：「護士只要按一個按鈕就可以得到答案。」團隊成員、臺科大材料系學生徐祥輔也補充，若要將此技術普及使用，仍須通過諸多認證。目前，晶片裝置只進行食道癌及子宮內膜癌臨床測試，陳建光期許未來此裝置能完成更多測試，以適用於每一種癌症，造福更多癌症病友。

【記者吳姿芳綜合採訪報導】坊間常見抗焦慮藥物，如抗憂鬱劑與血清素回縮的拮抗劑，作用於全身或大腦，容易引發嗜睡、疲倦、頭昏等。國立陽明交通大學神經科學研究所特聘教授連正章團隊與美國阿拉巴馬大學（University of Alabama）、匈牙利團隊合作，發現海馬迴中的苔狀細胞與焦慮行為有關，有助細胞專一性的臨床發展，可望改善現行焦慮症藥物的副作用。此研究成果於9月14日登上國際自然科學期刊《Cell Reports》的封面故事。 此期刊封面由藝術家蔡鈺麟先生與國立陽明交通大學微生物及免疫學研究所蔡雨寰教授共同設計，不僅融合科技與藝術，描述苔狀細胞有如黑夜中的閃電，更與研究過程交相呼應，利用光遺傳學技術以一道藍光雷射來活化苔狀細胞後，產生電流，研究神經訊號如何傳遞到下游。　圖／研究團隊提供傳統認知上大腦中的海馬迴與學習記憶有關，團隊成員陽交大神研所博士生王凱誼主要研究海馬迴中的苔狀細胞，已知苔狀細胞具有「長距離投射」的特性，因此他開始思考或許苔狀細胞能調節學習記憶或調控情緒。研究主要以小鼠為模式動物，使用高架十字迷宮觀察其焦慮行為的關係。通常小鼠天性喜愛昏暗、安全的環境，因此焦慮程度高的小鼠會待於靠牆的空間，而焦慮程度低的小鼠會待於開放空間，研究團隊利用不同焦慮行為測試焦慮反應，結合鈣離子攝影，觀察神經細胞的活性，發現當小鼠走到開放空間時，鈣離子訊號愈高，也就是神經細胞活性愈高，再透過光遺傳學、化學遺傳學、活體單細胞紀錄技術，發現「苔狀細胞可調控焦慮行為」，可望使臨床發展更具細胞專一性。 小鼠由開放空間走至封閉空間時，熱圖中顏色由紅色轉變為藍色，可知苔狀細胞活性顯著降低。　圖／研究團隊提供「光遺傳學主要是利用感光通道蛋白活化或抑制某一特定的神經元，可藉此操控齒狀回中苔狀細胞的活性。」國立臺灣大學生化科技學系張又唐解釋。而化學遺傳學中的受質如同鑰匙與鑰匙孔，需結合才能展現作用，可分為興奮性和抑制性作用，透過化學遺傳學的方式活化苔狀細胞，發現小鼠的焦慮行為下降。至於活體單細胞紀錄技術則解釋「苔狀細胞與焦慮行為有關」的假設，透過電擊動物的方式，紀錄單神經細胞的活性，而不同神經細胞具有不同特性，因此能被辨別出來，藉此觀察細胞扮演的角色與行為的關係。王凱誼藉由跨國研究的契機，至匈牙利學習此項技術並帶回台灣。此外，以往的焦慮症治療研究較為大方向，例如研究單一種臨床用藥的效果，此研究視野範圍更為精密，可操控單一細胞的活性，觀察其對焦慮症產生何種影響。 左圖：研究團隊發現苔狀細胞的活性會隨著能引發焦慮的環境而改變，例如，老鼠待在明亮開闊的環境，其苔狀細胞活性較高（圖中紅色細胞）。右圖：海馬迴中，透過活化苔狀細胞降低焦慮行為的神經機制。　圖／研究團隊提供而研究過程亦充滿挑戰，如：參考文獻並找出有趣的問題、使用何種技術，以及讓研究成果更具功能性等。團隊成員陽交大神研所碩士生吳哲瑋主要負責數據分析，他進一步舉例說：「將想法落實於程式，再利用電腦轉換結果為圖案，並在大數據中挑出沒有被注意到的地方，都會遇到許多困難。」論及研究的趣事，「每個研究會發現有趣的現象，而且每年有很多研討會可以參加，不僅能了解現今相關領域有何發現，還能順便到國外遊玩。」王凱誼表示。 國立陽明交通大學神經科學研究所特聘教授連正章研究團隊實驗室主要研究兩大腦區__海馬迴與杏仁核。　圖／研究團隊提供由於苔狀細胞膜上具有許多與情緒調控相關的受體，如血清素、大麻素與糖皮質激素受體，這項發現期望能出現更專一的臨床藥物——只跟苔狀細胞這些受體結合，為焦慮症患者帶來新的治療方式，以減少副作用。王凱誼也提到希望研究能改變焦慮症的刻板印象，「許多人覺得焦慮症患者只是表面生病，其實背後有許多機制在調控行為，尤其是腦內神經迴路扮演許多重要角色，每一件事發生背後都有原因。」他期許大眾能用包容的心去了解焦慮症的人。

【記者徐品蓁綜合報導】現代科學家時常以動物實驗作為藥物研究方法之一，但因動物和人類生理構造不同，常導致實驗結果與現實有落差，且動物實驗仍存道德爭議。因此國立交通大學生醫工程研究所助理教授陳冠宇帶領研究團隊，研發全台首件仿照細胞於人體內生長環境的器官晶片系統，盼能減少動物實驗，獲得更精準的醫療預測。 國立交通大學研究團隊的器官晶片系統不僅取得多項專利，更於2019未來科技展上榮獲最佳人氣技術獎。　圖／陳冠宇提供交大生醫工程研究所師生為精準探討空氣與人體健康的關係，於是研發器官晶片系統，該系統中使用多孔薄膜隔開上下通道，上層培養肺部上皮細胞，下層則培養血管內皮細胞。交大生醫工程研究所博士生、研究團隊學生陳學倫說：「此構造仿照人體肺泡組織，讓細胞進行氣體交換。」而器官晶片外觀則由兩片透明六邊形塑膠片組成，陳學倫則解釋，其壓力差及流速控制皆與人體較相似。 國立交通大學研究團隊研發出仿生肺部器官晶片，不僅十分精巧、方便且低成本。　圖／徐品蓁攝使用此器官晶片系統，需先抽血或取得皮膚細胞，再透過具有自我更新與分化功能的誘導型多潛能幹細胞技術（Induced pluripotent stem cell, IPSC），將之轉換為幹細胞，最終分化為肺部細胞，進一步放入晶片中。交大生醫工程研究所博士生、研究團隊學生楊家維說明，團隊對晶片中的細胞進行染色，並從顯微鏡觀察細胞的生長情形，以此得知相關數據進行研究。陳學倫指出，該晶片系統已經過多次測試，團隊將顆粒狀的空汙樣本噴霧化置入晶片後，透過對細胞屏障之間的蛋白進行染色，觀察其在肺細胞沉積的狀況和屏障功能遭破壞的程度，以準確了解不同環境的空氣對人體的影響。陳學倫說：「正常人的細胞屏障功能是非常完整的，但若通入PM2.5的粒子培養一周後，可以觀察到細胞之間的屏障功能蛋白流失。」 透過將晶片內的細胞染色，再以顯微鏡觀察細胞生長狀況，就可獲得更精準的研究資料。　圖／徐品蓁攝「於人體外模仿細胞在體內複雜且動態的生長環境非常困難。」楊家維說，團隊耗費四年的時間，才得到穩定的成果。國立臺灣師範大學科學教育研究所教授劉湘瑤表示，使用器官晶片系統的前提需掌握大量的生物學發展資料，而資料建構時有時仍無法避免動物實驗，他說：「如果遇到未知的問題，往往還是得從最傳統的資料建構開始。」目前團隊已和醫院合作，獲得人體檢體後便可製作個人化晶片，「以現在的技術我們著重的是怎麼讓它走向空汙的快篩。」陳冠宇指出說，因各個環境的空汙粒子組成不同，目前很難去界定空汙對每個人的影響，若透過器官晶片做快篩後，便可初篩空汙粒子，未來盼交由環境保護署進行分析，以獲得對人體健康更加有用的資訊。

【記者薛惟中新竹報導】牆上五顏六色的便利貼畫滿不同形狀的細胞，觀眾上前取下之後再將自己的回饋貼回牆面。就讀國立台灣藝術大學美術學系碩士班的黃瑩瑄3日於新竹或者書店舉辦創作展《我將會感到＿＿？》開幕式，邀請民眾與展覽互動並一同創作。展場牆上貼有數百張便利貼，畫有黃瑩瑄手繪的細胞，民眾可近距離觀看，留下心得後，便可帶回自己最喜愛的展品。觀展民眾彭虹禎將自己的文字留於牆上，他說明，自己帶回的細胞展品外觀形如宇宙星系，因此在便利貼上寫下「每個人都要保有自己心中的小宇宙。」期盼帶給他人「忠於自己」的觀念。 牆上觀眾與藝術家的作品並列，觀眾留下自己的心得，亦是將自己的情感留給下一位觀眾感受。　圖／薛惟中攝「便利貼是交換跟承載故事很好的媒介。」黃瑩瑄表示，他運用便利貼的留言功能引導觀眾留下各自的感受。他說：「像我把這幅畫留給觀眾，觀眾可以留故事給我。」便利貼易隨手撕下的特性亦呼應黃瑩瑄欲拉近藝術與觀眾距離的理念。他補充，多數民眾認為藝術品遙不可及且難以取得，但觀眾在此展覽中則能夠輕易將作品帶回，真正擁有藝術品。「你用的材料跟藝術家是一樣的，因此有一起創作的感覺。」觀展民眾王美介認為展覽互動性強，能將展覽品帶走的新穎形式更是前所未見。他取下一幅三顆相連的細胞，以此代表出遊的一家三口，兩歲的女兒則童言童語地說：「細胞像星星！」。 展覽並未限制年齡層，因此不時可看到孩童提筆畫下自己的觀展心得並貼於牆上。　圖／薛惟中攝黃瑩瑄表示，創作初期自己拿起筆後，最直覺畫出的東西是細胞，因此選擇用其表達抽象的情緒。細胞沒有特定形狀，讓他在創作時更能自由發揮。策展人、就讀台藝大美術學系碩士班的陳語軒指出，展覽理念探討人的情緒面，因此黃瑩瑄以直覺而感性的方式創作，在細胞造型上的表現性強烈。「第一次看到有人拿細胞創作，蠻驚豔的。」觀展民眾彭冠謙表示，遠看雖覺得各個細胞外型相似，但近看後才發現每個細胞都有不同情緒。陳語軒認為，觀眾解讀細胞的情緒取決於自己，「你是拿你的感覺，去檢視別人的感覺。」黃瑩瑄亦說明，創作時並未賦予細胞特定的情緒，期盼觀眾感受更多的內在可能，如同展名《我將會感到＿＿？》。展覽以醫學上的安慰劑效應（placebo effect）作為理念，意指病患由於相信治療有效，即便獲得無效處方，身體仍會產生病癒的心理反應。「實質上藝術品沒給你什麼，但你卻會覺得被治癒。」黃瑩瑄表示，觀看藝術品的過程如同安慰劑效應，他希望藉著展覽讓觀眾釋放深層的內在，舒緩壓抑的情感。 觀眾可近距離觀看牆上的藝術家創作或其他民眾留下的便利貼，並取下自己喜愛的作品做為紀念。　圖／薛惟中攝 

【記者王若璞綜合報導】一個小小的細胞，可能是一個生命重生的希望。美國賓夕法尼亞州貝德倫大學（Penn State Behrend University）的貝特西．希耶戈（Betsy Slagel）聯合賓夕法尼亞州學生護士協會（Student Nurses’ Association of Pennsylvania, SNAP），在校園舉辦骨髓幹細胞捐贈配對活動，用15分鐘的檢測時間換取病患新生的機會。 賓夕法尼亞州學生護士協會在校園舉辦骨髓幹細胞捐贈配對活動，用15分鐘的檢測時間換取病患新生的機會，並希望消弭大眾的錯誤認知，讓捐贈的觀念由年輕世代發起。圖／賓夕法尼亞州學生護士協會提供希耶戈辦理活動的動機來自好友布萊迪‧盧卡斯（Brady Lucas），盧卡斯曾罹癌兩次，均是倚靠親生弟弟幹細胞移植才得以倖存。盧卡斯熱烈邀請希耶戈一同策劃活動，希望此活動除了教育大眾幹細胞捐贈的重要性外，激發更多人參與捐贈活動。希耶戈解釋，多數人因為媒體報導誇大不實，對於幹細胞移植的想像感到恐懼。然而18歲到22歲大學生的年紀正是捐贈幹細胞的黃金時期，希耶戈希望消弭大眾的錯誤認知，讓捐贈的觀念由年輕世代發起。活動鼓勵18歲至44歲的民眾踴躍參與，受測者僅需要花15分鐘以棉花棒刮取口腔內膜，採樣配對DNA即可。現場共372人現場取樣，17人網路登記，短短四天吸引389人參加，除了本校生外也不乏熱情民眾。 短短四天吸引389人參加，除了本校生外也不乏熱情民眾。圖／賓夕法尼亞州學生護士協會提供根據賓州貝德倫大學報導，學生妲潔‧桑達兒（Daljit Sanders）本身也是幹細胞捐贈的受惠者。兩年前桑達兒罹患急性骨髓白血病，由於家族為印度血統，在美國要找到配對者更加困難，她甚至已經做好最壞打算。桑達兒等了一年，幸運地在聖誕節前配對成功，她形容自己「獲得新生」。桑達兒表示，她屬於極幸運的人，因此她希望參與這項活動讓更多人擁有重生的機會。賓州學生護士協會已經決定將此活動擴大為每學期例行活動，希耶戈感到非常興奮。目前世界上約有80種疾病仰賴幹細胞移植治癒，但只有三成病患配對成功，每天都有數以千計的病患等待骨髓捐贈。希耶戈希望未來活動能擴大到社會公益組織，讓幹細胞捐贈成為全民運動。 

【記者何謙綜合報導】美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）18日於《自然材料（Nature Materials）》期刊發表新型人工細胞研究，此細胞可在體內滯留至少四週不被免疫系統消滅。目前團隊將細胞應用在搭載胰島素，注入糖尿病患體內，省去患者每日施打四次胰島素之苦。現行的醫療植入物效果不彰，因為一旦被免疫系統發現，自體就會產生疤痕組織將之殲滅，植入物也會隨之失去效用，所以當前研究多朝向如何將植入物縮小，試圖改變材料以逃過免疫系統辨識。麻省理工團隊長期實驗發現，真正能蒙蔽身體的方法與材料無關，而是要仿造出最類似體內細胞大小與幾何形狀，才能使植入物混入體內，團隊得出一個完美的「1.5毫米球體」結論。團隊同時將直徑0.5和1.5毫米的正球體人工細胞注入體內：0.5毫米的細胞兩週內就被疤痕組織包圍吞噬，1.5毫米的卻在一個月後仍繼續運作。麻省理工化學工程系教授丹尼爾·安德森（Daniel Anderson）解釋：「這份數據剛出爐時我們都很驚訝，人們都以為越小的東西越能融入身體，但事實不然。」團隊最初使用自海藻提煉的「藻酸鹽」作為人工細胞表皮，但測試出最適大小後發現，就算用其他物質例如不鏽鋼、玻璃、聚苯乙烯等製作細胞也不會被免疫系統察覺。博士後研究生歐米德·凡沙（Omid Veiseh）說：「我們發現無論用哪種材料代換，只要細胞維持在最適大小就能成功待在體內，這能使醫療植入物大為普及。」安德森表示人工細胞在未來將能治療更多疾病，目前團隊將之作為糖尿病患的投藥載體。方法為把人工細胞分批：一部分導入胰島素，另一部分則置入血液葡萄糖濃度的感應器。一旦感應器偵測到濃度低於正常值，細胞就會開始滲出胰島素，糖尿病患者毋需再每日使用滴血測血糖機或自行施打胰島素。

利用鍍金的洋蔥人造肌肉細胞製成的鑷子，不僅成本低、伸展性及收縮性也佳。圖／陳建君提供　【記者彭成全綜合報導】洋蔥也能成為機器手臂的主要材料，讓機器手臂動得更靈活。台灣大學研究團隊5日發表鍍金洋蔥細胞製造人造肌肉技術，改變主流人造肌肉製造方式。此技術突破過去人造肌肉，成本昂貴、需用多種材料製造及無法模擬肌肉保持柔軟的問題。　洋蔥人造肌肉不僅製作簡單且延展性也佳。台大應用力學所學生陳建君表示，人造肌肉技術主要由洋蔥表皮細胞組成。製作方式為先將洋蔥冷凍乾燥24小時以去除細胞內的水分，再將表皮細胞膜進行酸化處理，讓洋蔥表皮保有耐久性。最後在洋蔥表皮細胞的兩側鍍上薄薄的一層金屬用於通電。通電時，洋蔥細胞內的格狀結構即會讓整片細胞膜變形，產生如同人類肌肉細胞彎曲或收縮的功能。　過去每公斤人造肌肉需花費新台幣九萬元，現在一公斤的成本少於新台幣一萬元。陳建君表示，目前人造肌肉多為高分子材料合成，但他的技術僅要洋蔥即可應用，不但非常環保，也可以大量製作，用一顆洋蔥的肌肉細胞，合成一隻手臂亦不成問題。該技術也比舊技術製造速度快兩倍，陳建君補充，傳統人造肌肉需花三至五天才能完成製作，洋蔥人造肌肉只要用一至兩天即可完成。　洋蔥人造肌肉的靈感來自陳建君的細微觀察。陳建君表示，他發現先前研究員用高分子材料做人造肌肉，肌肉的細胞結構與洋蔥細胞結構皆為格狀，因而決定試著用洋蔥做研究。起初洋蔥與電流作用完全不會動，使他很挫折，但他認為既然已經做研究，應該堅持測試洋蔥是否能和電流作用，他沒想到最後通電的洋蔥細胞會動。台大應力所教授張培仁表示，起初聽到學生提議用洋蔥做人造肌肉時非常驚訝，因為從未有人想過用植物做人造肌肉。　目前人造肌肉技術需1000千伏特的電壓，才能產生0.1公分位移。陳建君表示，電壓太高、位移低及作用力尚有不足，仍需修正細胞的酸化值、改變電極與洋蔥間距的厚度、研討細胞內部方向與電擊後位移關係，未來可望用於生物醫療器材及機械器具等多功能應用。

【記者彭成全綜合報導】癌細胞與血球細胞的數量比是1:10億，在血液中尋找癌細胞如同大海撈針。由美國州立大學（Pennsylvania State University, PSU）、賓州大學（University of Pennsylvania, PU）及麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）的共同研發團隊，6日宣布研發出誤判率低、能在不破壞癌細胞下，即可分離血液中血球細胞及癌細胞的「聲波分離裝置」。現有的癌細胞分離原理為從細胞內找到可與腫瘤細胞融合的抗體，在抗體細胞上進行生物標記後，將抗體與腫瘤細胞生殖體融合，再對細胞利用離心機的運轉，以分離癌細胞。麻省理工教授道明（Ming Dao）表示，相較現有技術，聲波分離裝置無須對癌細胞進行生物標記，即能增進判斷精準性，並讓癌細胞不受到破壞，以便觀測。聲波分離裝置由如1分美元大小的晶片及兩個聲能裝置組成，將經特殊設計的Y型流管，放置晶片上方。當聲能裝置啟動後，將電能轉換聲波傳達信號至晶片，利用信號引導血球細胞及癌細胞分離至不同流通道。道明表示，此裝置只要少量能量即可啟動，讓癌細胞及血球細胞因不同的體積及大小，推進不同的流通道，將細胞分離精確度從60%至80%之間，穩定度提高到83%。聲波分離裝置不僅能觀測出癌細胞，還能助醫生詳細診斷病情決定治療方式。賓大教授沃菲克•厄爾迪瑞（Wafik El-Deiry）表示，該裝置能讓研究人員分離的癌細胞進行藥物研究，進一步分析化療後突變癌細胞的抗藥性，讓化療更有效。道明表示起初研發時，流體晶片設計研發為最困難的地方，在團隊努力計算細胞的運動軌跡後，耗費半年終於做出微流體晶片設計的模型。他表示，這項裝置仍須檢驗各種癌症測試及改良分離率，預計五年後才有可能廣泛用在醫療領域。