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發展創新仿生細胞支架以重建視網膜色素上皮細胞生長所需之微環境

為了解決新生 醫專 FMS的問題，作者林益瑩 這樣論述：

　　視網膜感染和老年性視網膜病變可能引起視網膜引起的視力障礙，包括先天遺傳性和後天導致的視網膜疾病。除了開發用於治療這些視網膜病的藥物和抗體外，用移植細胞替代受損的視網膜細胞也為患者提供了重建視力的另一希望。　　將具有治療潛力的細胞移植到視網膜下空間是治療視網膜病變，例如：老年性黃斑部病變（Age-related Macular Degeneration, AMD）的一種前瞻性和替代選擇。布魯赫膜的存在對於維持視網膜色素上皮（Retinal Pigment Epithelium, RPE）的正常生長和生理至關重要。布魯赫膜（Bruch’s Membrane）破裂可能會導致視網膜色素上皮喪失並

損害其正常功能。因此，大多數研究集中在可支持移植細胞並維持其正常功能的生物支架的開發上。奈米技術工程可以進一步修飾並允許生物支架在視網膜色素上皮移植的微環境中抑制不利因素，例如血管內皮生長因子（Vascular endothelial growth factor, VEGF）。　　在本研究中，我們設計和開發了幾種基於聚二甲基矽氧烷（Polydimethylsiloxane, PDMS）的仿生支架，它們經過了獨特的修飾，可用於移植視網膜色素上皮細胞的培養。基於PDMS的支架表面具有高度的生物相容性，並為視網膜色素上皮細胞的生長提供了理想的界面。在PDMS支架的後部引入六角形微柱可增加運動阻力，並

改善移植後支架的固定性。培養在這種生物支架上的視網膜色素上皮細胞表現出高生物相容性，最佳生長和正常的視網膜色素上皮專一性基因表現。為了減少老年性黃斑部病變微環境中異常新血管形成的發生率，我們將地塞米松（Dexamethasone）釋放脂質體進一步固定在PDMS支架的底部，以實現地塞米松的持續釋放。地塞米松的釋放有效地抑制了在修飾的PDMS支架上培養的視網膜色素上皮細胞中血管內皮生長因子的分泌，並阻礙了視網膜色素上皮細胞來源的條件培養基在人臍靜脈內皮細胞培養中促進管形成的能力。此外，奈米鑽石（Nanodiamond）已被證明是一種可以傳遞基因，蛋白質和藥物的多功能奈米顆粒。我們進一步使用奈米鑽石

鏈接sFlt-1基因，並合成了PDMS生物支架，該支架將可釋放sFlt-1基因的奈米鑽石負載在生物支架的表面。在釋放sFlt-1的奈米鑽石的PDMS支架上培養視網膜色素上皮細胞導致sFlt-1基因及其分泌蛋白的上調。發現分泌的sFlt-1可拮抗血管內皮生長因子對人臍靜脈內皮細胞培養物中新生血管形成（tube formation）的影響。總之，我們的數據證明了用於視網膜色素上皮細胞培養的修飾仿生支架具有釋放藥物或促進基因過度表現以抑制異常血管生成。這些修飾的仿生支架可以改善常規療法並改善脈絡膜新血管形成，並為老年性黃斑部病變中視網膜色素上皮細胞的生長提供出色的移植界面。

選殖及分析斑馬魚蝕骨細胞專一性表現之ACP5a基因啟動子

為了解決新生 醫專 FMS的問題，作者劉平尊 這樣論述：

蝕骨細胞(osteoclast)做為一個吸收骨基質的細胞，在各種具有骨骼的生物中扮演重要角色，其起源是由骨髓中分化的單核細胞，經由訊息傳遞活化並產生細胞融合而形成，其外觀具有明顯的多細胞核構造與富含粒線體。蝕骨細胞和造骨細胞(osteoblast)藉由兩者間的訊息傳遞相互調節彼此的生長，在骨骼的重塑、生長的調節及外觀形態的控制上擔任重責。當蝕骨細胞進行骨基質的吸收時，該細胞會以皺褶緣(ruffled border)貼附於目標表面，用來增加分解骨基質之速率，而後藉由質子幫浦(proton pump)使該環境處於pH值約5的酸性，進一步使蝕骨細胞中的酵素如抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate r

esistant acid phosphatase, TRAP)被大量釋出，鈣離子與磷酸根離子被蝕骨細胞運輸並釋放到血液裡，從而完成這個骨基質吸收過程。抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP，又名acid phosphatase 5，ACP5)做為常見的檢測蝕骨細胞功能的標記，其功能為在酸性環境下將目標之磷酸根解離出來，並在後續鈣離子的釋放中，隨著鈣離子一同被釋放進血液，因此經由檢測血液中的TRAP濃度可以得知蝕骨細胞的活性。抗酒石酸酸性磷酸酶在人類的基因名稱如同其酵素名，同樣為Acp5，然而在斑馬魚中產生了分歧，分別名為acp5a及acp5b，兩者間的機制與功能目前尚未釐清，在此我使用了acp5a作為

我研究的標的。而在acp5a中，又可細分出三個不同的轉錄起始點，分別位在Exon 1a，Exon 1b及Exon 1c上，因此在此篇論文中，將會探討這三個轉錄起始點與啟動子(promotor)片段活性。在過去實驗室學長姊的研究中得知，在斑馬魚截尾再生的過程中，可以用TRAP染色染到抗酒石酸酸性磷酸酶。為了接續探討抗酒石酸酸性磷酸酶在骨吸收與再生中扮演的角色，這篇論文裡，我使用斑馬魚作為模式動物，並且利用Tol2的轉位子系統以及以紅色螢光蛋白(DsRed)做為報導基因，經由顯微注射的方式來建立一個帶有抗酒石酸酸性磷酸酶啟動子的品系。在過渡性實驗(F0)中，斑馬魚於孵化後7-10天利用螢光顯微鏡觀

察時，除了明顯的眼睛螢光外，在三種不同啟動子片段的組別中，Exon(1a+1b)+　TATA276bp(Exon1c+2)的組別可明顯在全身脊椎發現節狀亮點，而在Exon(1c+2)組以及Exon(1a+1b)組則沒有發現到。在卵黃的情況中，Exon(1c+2)組與Exon(1a+1b)+TATA276bp(Exon1c+2)組都能在7天左右的斑馬魚卵黃發現螢光，Exon(1a+1b)組依然沒有發現到。而在後續經由篩選建立的恆定品系(F1)當中，Exon(1a+1b)+TATA276bp(Exon1c+2)的組別，共篩選到3種身體帶有螢光的品系(分別命名為2號、7-1號與7-2號)，在身體螢光

表現較強的7-1號與7-2號中，其螢光表現與目前已知的TRAP染色結果大致相同，在孵化後14天起陸續於脊椎骨、魚鰭鰭條、上下顎骨表現出紅色螢光，對斑馬魚成魚的觀察中也能發現到其身體表面與鱗片上的紅色螢光。除此之外，進一步對斑馬魚成魚進行截尾實驗，以觀察其在骨再生中的表現，在再生的尾鰭中也可以觀測到紅色螢光有從截尾的傷口擴散到新生尾鰭的情況，與過去實驗室內學長對尾鰭再生進行的TRAP染色研究結果大致相同。