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第1799期
2024-11-15

【記者林沂葳報導】在現今繁忙的生活節奏下,負面情緒、憂鬱症成了許多人面臨到的挑戰。為了應對心理健康問題,國立中正大學第八屆 iGEM團隊在生物醫學科學系助理教授余俊頴的帶領下,研發「快樂補充劑–抗憂鬱益生菌」,透過提升體內的血清素,改善心理健康,榮獲2024國際遺傳工程機械設計競賽金牌。

國立中正大學第八屆 iGEM 團隊之「快樂補充劑–抗憂鬱益生菌」於2024國際遺傳工程設計競賽獲金牌。 圖/蘇阿摩提供

國立中正大學第八屆 iGEM 團隊之「快樂補充劑–抗憂鬱益生菌」於2024國際遺傳工程設計競賽獲金牌。 圖/蘇阿摩提供

血清素又稱快樂素,是一種神經傳導物質,除了促進腸道蠕動,還有助於調節情緒及食慾。為了提高體內血清素,團隊設計增強其前驅物5-HTP產量的方法,「益生菌在腸道中生成5-HTP,進入血液並傳送至腦部後會轉化為血清素,正面影響情緒。」iGEM隊長蘇阿摩解釋,5-HTP是色胺酸經過酵素轉化而成,研究過程中,團隊成功找到了轉化過程中所需的三種酵素TPH1、PCBD1及QDPR。

色胺酸進入人體後,經過酵素轉化成5-HTP,再轉化為血清素,對調節情緒和心理健康起了重要的作用。 圖/蘇阿摩提供

色胺酸進入人體後,經過酵素轉化成5-HTP,再轉化為血清素,對調節情緒和心理健康起了重要的作用。 圖/蘇阿摩提供

然而,僅找到酵素不足以保證5-HTP的生產效率,「當第一個酵素找到了色胺酸,轉化後所生成的產物未必能夠讓第二個酵素接收到。」余俊頴表示,團隊因此設計出一個DNA平台,讓酵素可以在共同的空間裡避免分散。余俊頴以游泳的概念比喻,三個酵素在水池裡四處漂動,DNA平台如同鎖鏈將其固定在同一個位置,「如此一來,可以縮短酵素之間的距離,達到更快的反應速率。」蘇阿摩說明。

團隊模擬蛋白質結構,確定DNA平台的具體型態及酵素之間的融合方式。 圖/蘇阿摩提供

團隊模擬蛋白質結構,確定DNA平台的具體型態及酵素之間的融合方式。 圖/蘇阿摩提供

雖然益生菌可以在腸道生成5-HTP,但是胃酸的酸性較高,容易降低益生菌的存活率。因此團隊開發一層利用幾丁聚醣跟海藻酸鈉的保護層,防止益生菌在胃酸中受損,順利進入腸道。團隊也使用冷凍乾燥技術,將其做成粉末狀,並將其包裹在水溶性薄膜中,附著於飲料杯內側的封膜,消費者只要搖晃杯子,益生菌就可以溶解到飲料中。

團隊以酪蛋白酸鈉作為原料製成的水溶性薄膜,期望運用到日常生活的飲料內膜中,膜內則有益生菌粉末。 圖/蘇阿摩提供

團隊以酪蛋白酸鈉作為原料製成的水溶性薄膜,期望運用到日常生活的飲料內膜中,膜內則有益生菌粉末。 圖/蘇阿摩提供

當前市面上的抗憂鬱益生菌主要使用腸腦軸的概念,從改變腸道細菌生態來調整情緒。而「快樂補充劑–抗憂鬱益生菌」以5-HTP出發,食用後可以有效提升血清素,直接改善情緒狀態。國立成功大學心理學系學生林耿立說:「若是此作品有經過隨機試驗研究,結果顯示比市面上的益生菌更有療效的話,就有開發價值。」而國立臺灣大學心理學系學生小陸(化名)提醒,單純提升血清素只能短期內有效,長期的療效仍需要進一步的驗證。

市面上的抗憂鬱益生菌與團隊研發之「快樂補充劑–抗憂鬱益生菌」的比較。

市面上的抗憂鬱益生菌與團隊研發之「快樂補充劑–抗憂鬱益生菌」的比較。

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