肠道发炎有普遍趋势,过去多数认为饮食西化及遗传基因是危险因素,阳明交大与哈佛大学合作研究发现除草剂会恶化发炎,成为环境因素对发炎性肠道疾病(Inflammatory Bowel Disease,IBD)影响的一大突破,研究结果已被刊登在国际期刊《Nature》。
发炎性肠道疾病主要包括溃疡性结肠炎与克隆氏症,台湾的溃疡性结肠炎盛行率从2001年每10万人口2.1人,到2015年每10万人口12.8人,14年来增加5倍之多,这个过去欧美国家较多的疾病,虽然已经确定约200个相关基因,但对于环境因素却了解有限。
阳明交大生物医学资讯研究所副教授王禹超与美国哈佛大学医学院合作,使用斑马鱼来测试潜在会影响肠道发炎的化学物质,以创建发炎性肠道疾病化合物预测模型,接着再将此模型应用到美国环保局的ToxCast数据库,识别出更多可能会恶化疾病的化合物。
识别出前20种的化合物中,有超过一半都与农业有关,研究团队进一步检查其中一种常用于运动场与蔬果果园控制杂草的除草剂“戊炔草胺”,通过细胞实验和动物实验,证实这种化合物会干扰维持肠道稳定的芳香烃受体,刺激T细胞与树突细胞等免疫反应,进一步恶化发炎性肠道疾病。
戊炔草胺这种除草剂在植物上代谢缓慢,50天后仍有60%的残留,所以那些经常在草地上或果园内活动的人是暴露的高风险群体。王禹超表示,目前研究团队正致力于设计纳米粒子和益生菌,针对研究证实的发炎反应途径以改善发炎性肠道疾病。
这项研究是“Dry Lab与Wet Lab”的跨领域结合,所谓Dry Lab是指主要用计算机模拟计算分析的实验室,而Wet Lab则是指传统生化分生的实验室,这次的台美合作研究中,阳明交大生物医学资讯所团队主要利用数据库大数据,计算分析创建疾病预测模型,而美国哈佛大学医学院Dr. Francisco Quintana团队则是利用预测模型,在传统实验室进行大量实验验证。
王禹超表示,跨领域合作对如今生物医学经常见,已被广泛应用在许多疾病的研究,生医资讯可以通过大数据快速找到潜在的治疗标靶,再进一步通过实验来验证结果,以降低传统生物实验研究的费工、耗时与花费,而这项成果会获得《Nature》刊登,除了找到疾病的环境致病因素外,也是示范一种跨领域结合生医资讯与细胞动物实验的方法。
(首图来源:阳明交大)