人體內臟都是左派分子！

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透過小鼠胚胎研究 探索內臟偏左發育的奧秘對Nodal、Lefty及Pitx2等3個基因行為有更深一層認識



　剛出生的小鼠，腹部喝了奶水而泛白胃部清晰可見，
右邊那隻基因正常，胃部在左側，且可喝正常量的奶水。
左邊那隻的Cryptic受體出現突變，胃部在右側，由於心臟
也出現錯置缺陷，喝奶量減少，出生不久後即會死亡。

●站在鏡子前面，仔細端詳，並從額頭正中央沿著鼻樑往下畫一條虛擬的線，你會發現：「哦！原來我的軀體呈左右對稱。」

人體，真的是左右對稱嗎？如果單就外觀而言，確實如此，但若透過解剖圖來一探內臟究竟，就不是那麼一回事了。中央研究院生物醫學科學研究所助研究員顏裕庭說得直接：人體內臟是道地的「左派分子」，只因它大都偏向左側，心臟如此，肝臟如此，肺臟、脾臟及腸胃也是如此。

也許是內臟未依對稱分佈配置的現象太誘人了，顏裕庭自赴美及瑞典深造以來，即投入胚胎對稱性的研究工作，成為台灣此一領域的開路先鋒。鑽研久了，他發覺胚胎發育除了上下、前後及左右外，還得加上時間這項，可說是四度空間的神奇展現。

為了探索內臟偏左發育的奧秘，顏裕庭近年來透過小鼠胚胎進行一系列研究。他發現，小鼠受精卵為一圓形結構，但隨著時間推移逐漸變化，剛開始以頭、足、前胸及後背為主軸發育；前8天，只有前後、上下之分，俟Nodal、Lefty及Pitx2這三種基因逐一表現後，胚胎的左右形態才躍上檯面。

顏裕庭說，Nodal、Lefty及Pitx2是連貫性基因途徑上的三個基因，它們互為影響，進而決定內臟的左右位置。其中，Nodal及Lefty 同時出現，但維持時間極短，只有6小時左右。當這兩種基因消失後，Pitx2才出現，且維持12.5～13.5天之久。

這三個基因到底有什麼因果關係？「關係可大了！」顏裕庭笑得燦爛，這三個基因只出現在左邊，右邊則完全不表現；換句話說，在這三個基因聯手控制下，胚胎發育期間的器官位置，全都在左側，絕不會冒冒失失地跑到右邊去。

難道沒有例外嗎？當然有！但個案相當罕見。顏裕庭解釋，一來這三個基因合作無間，幾無出錯可能；二來就算「凸槌」了，肝臟、肺臟等器官左右錯置，問題還不大，但心臟由左轉右的問題就大了。

他說，原本右心室接出來的大血管，其輸出的是含氧血液，供應全身器官及組織的氧氣及養分，一旦左右搞混了，大血管接到左心室，搏出的全是缺氧血液，導致體循環得不到足夠的氧氣供應，出生後不久即死亡，因此少見存活個案。

今年初，日本一個研究團隊發現，當小鼠胚胎發育到7天半的時候，外表上雖只看頭及尾，可是在胚胎的下方卻可看到一個小凹槽，他們稱之為「Node」。Node裡面有很多細胞，每個細胞都有一根鞭毛，且每根鞭毛都朝同一方向旋轉，無一例外。

為何這些鞭毛的動作如此一致？其確實原因仍待探索，但就因為這些鞭毛的旋轉動作整齊劃一，會造成Node裡面的訊息物質出現濃度高低不對稱現象，引發胚胎裡面Nodal、Lefty及Pitx2等基因的不對稱反應，進而決定器官位置，「該左的，不會跑到右邊去；」顏裕庭說，「該在右邊的，也不會莫名其妙地出現在左側。」

在已知和內臟位置有關的近40個基因中，除了Nodal等三個「左派分子」外，難道就沒有其他不同表現的基因？「當然有囉！」Dante基因就是最典型的一個，其右邊表現遠比左邊來得強。

顏裕庭深入研究後發現，Dante基因相當可愛，且對Nodal基因有拮抗作用，一旦左邊的Nodal基因不小心漂到右邊來，Dante基因一定會將之中和掉。他笑著說，有了Dante基因的盡責把關，幾可確保右邊基因完全沒有左邊的訊息，左右側的器官配置，才不會出亂子。

這些年來，顏裕庭鑽研小鼠的動物實驗，對Nodal、Lefty及Pitx2等三個基因的行為有更深一層的認識。他說，Nodal製造出來的蛋白質帶有基因訊息，它會刺激細胞去表現Lefty及Pitx2這兩個基因，因此可稱Nodal為這兩個基因的上游基因。

有趣的是，Lefty只有短短6小時壽命，在這段時間內，它會製造出一個訊息蛋白質來抑制Nodal，確保Nodal基因也會在6小時內消失無蹤，否則Nodal基因就會一路漂浮到右邊去，搞亂了器官配置的既定計畫。

一般說來，胚胎細胞上會有一個受體來接受Nodal的訊息，進而表現出Lefty及Pitx2這兩個基因來。顏裕庭透過基因剔除方法，把細胞上名為「-Cryptic」的那個受體剔除掉，讓胚胎感受不到Nodal基因的訊息，Lefty及Pitx2這兩個下游基因也就表現不出來。影響所及，細胞組織分辨不出何處為左？何處為右？器官位置當然就亂掉了。

在顏裕庭操作下，雄性或雌性小鼠都各有一個Cryptic受體的突變，它們生下的「同源突變鼠」，四分之一正常，成長無虞；二分之一帶有一個突變的Cryptic受體，為帶有陰性的突變者，也可存活下來；另四分之一則帶有兩個突變Cryptic受體，屬異常的下一代，會在出生後一週內死亡，可見器官是否長在正確的位置上，一點也馬虎不得。

那麼，為何大多數器官都偏左？「天曉得！」幾乎所有投入此一研究領域的科學家，都如此回答。顏裕庭記得那是十年前的事了，當一個個決定器官應在左邊的基因被發現後，「怎麼又是左邊？」的驚呼聲此起彼落。由於百思不得其解，這些頂尖的科學家只好摸著鼻子：「Nothing right on right side！」（右邊從來沒有對的事！）自我解嘲一番。（林進修）



2005-08-02

changluyazhe

谢谢[em26][em26][em26]