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嗜鹼性白血球導致氣喘的機制(Asthma mechanism induced by basophils)

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嗜鹼性白血球導致氣喘的機制(Asthma mechanism induced by basophils)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源:白血球「好塩基球」の喘息における新メカニズムを解明

日本東京理科大學為主的研究團隊發現,居家塵螨等過敏原誘發的氣喘,由嗜鹼性白血球(basophil)分泌白介素-4(interleukin-4;IL-4)與自然輔助性細胞(natural helper cell)共同調控所形成。該研究成果2014年5月刊載於科學期刊「Immunity」。

PBBasophil

圖 : 嗜鹼性白血球 (來源:維基百科)

人體具有防禦異物、保衛身體的免疫系統,但它有時會產生不適合的免疫反應,其一為「過敏反應」。過敏反應依形成機制可分為5大類別,其中免疫球蛋白E(immunoglobulin E; IgE)所引發的過敏反應I型,以支氣管氣喘、花粉症、及過敏性鼻炎為代表。針對特定過敏原(allergen),免疫球蛋白E會與肥大細胞(mast cell)或嗜鹼性白血球的受器結合,誘發過敏反應。

近年發現,即使在不存在免疫球蛋白E作用之肥大細胞或T淋巴球(T lymphocyte)的反應系,也會產生過敏反應。此類針對特殊抗原的免疫反應,可能與嗜鹼性白血球、或免疫系統之新型「自然淋巴球(natural lymphocyte)」有關聯,最近受到高度矚目。另外,蛋白質分解酵素-半胱氨酸蛋白酶(cysteine protease),如居家塵螨或鳳梨內所含有特殊酵素,是可以強烈誘導過敏反應的過敏原,當過度入侵氣管時,會破壞氣管上皮,釋放出白介素-33(IL-33)誘發過敏反應。

IL-33再與自然淋巴球之自然輔助性細胞產生作用,引發氣喘。嗜鹼性白血球占全體白血球比率不及0.5%,長久以來,其機能或生物特性仍然不清楚。東京理科大學的研究團隊為了解析嗜鹼性白血球在體內過敏反應所扮演的角色,特別製作嗜鹼性白血球缺損的基改小鼠(Bas-TRECK小鼠)、及僅嗜鹼性白血球IL-4缺損的基改小鼠。使用半胱氨酸蛋白酶,對小鼠予以點鼻處理,通常3天內,會導致嗜酸性白血球(eosinophil)大量聚集,造成肺部發炎,並導致黏蛋白(mucin)大量生成,顯現氣喘症狀。但Bas-TRECK小鼠,即使以半胱氨酸蛋白酶點鼻處理,也無氣喘症狀,且嗜酸性白血球聚集於肺部或黏蛋白生成,也都受到顯著抑制。在僅嗜鹼性白血球IL-4缺損的基改小鼠,氣喘症狀也同樣受到抑制。這些結果顯示嗜鹼性白血球所分泌IL-4,在氣喘發作扮演重要角色。 繼續閱讀 »

平面上點到直線距離(三)  (The distance from a point to a line in the plane Ⅲ)

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平面上點到直線距離(三)  (The distance from a point to a line in the plane Ⅲ)
臺北市立和平高中教師黃俊瑋

連結:平面上點到直線距離(二)  (The distance from a point to a line in the plane Ⅱ)

本文承〈平面上點到直線距離(一)〉與〈平面上點到直線距離(二),繼續提出三類平面上點到直線距離的解法以及相關討論與連結。而本文中的各類解法,主要在直線上任取一點或兩點,造出新向量,所延伸出的方法。

 

方法5:在直線上任取一點,再利用平行與垂直性質

本類方法主要是引入直線上的一點後,充份利用直線的法向量與方向向量,輔以平行與垂直相關性質與關係,求得投影點與距離。

 

方法5-1:在直線上任取一點,再利用平行與垂直相關性質

f7任上取一點F17 ,則F15

Qf6L的投影點,

f1與直線之方向向量平行,可設為f2

接下來,可發展出兩種方法,分別利用直線的法向量或方向向量,搭配平行與垂直關係進行解題:

5-1-1則f3平行直線f7的法向量

分量成比例f4 ,可得4 (1-4 t) = 3 (-7+3t),解之可得t = 1,

可得投影點為f12,則f8之距離5即為所求。

5-1-2 f3垂直直線f7的方向向量

內積為F3 ,解之可得t = 1,

可得投影點為f12,則f8之距離5即為所求(參考圖一所示)。

fig1

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平面上點到直線距離(二)  (The distance from a point to a line in the plane Ⅱ)

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平面上點到直線距離(二)  (The distance from a point to a line in the plane Ⅱ)
臺北市立和平高中教師黃俊瑋

連結:平面上點到直線距離(一)  (The distance from a point to a line in the plane Ⅰ)

本文承〈平面上點到直線距離(一)〉,繼續提出三類平面上點到直線距離的解法以及相關討論與知識間的連結。

 

方法2:利用向量平行與垂直等關係

方法2-1:利用向量PQL之方向向量垂直。

利用直線f7的參數式,

可假設f6L上的投影點F1

因為f8垂直直線L,所以f8為最短距離。

則向量F2f7之方向向量f4垂直。

(如圖一所示)

因此,內積為F3,解之可得t = 1,

可得投影點為f12,則f8之距離5即為所求。

評析:這個方法所需先備知識為《第三冊》第3章-直線的方向向量、直線參數式與內積。求距離過程中,亦順便可求出投影點。此方法可推廣至空間中求點到直線距離、投影點問題,亦可用於求空間中兩平行直線距離。

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平面上點到直線距離(一)  (The distance from a point to a line in the plane Ⅰ)

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平面上點到直線距離(一) (The distance from a point to a line in the plane Ⅰ)
臺北市立和平高中教師黃俊瑋

求平面上一點f1 點到直線f2距離問題,是高中課程中重要而基本的問題,此問題出現在平面向量單元裡,課程中並且提供了公式解:

f3

而這個公式 除了可用以推導出平面上兩平行直線之距雄公式之外,亦可推廣至空間中,求一點f4點到平面f5距離問題。

儘管「代公式」的方式簡便而快速,但事實上,除了公式解之外,尚存在許多不同的解法,這些解法分屬於高中坐標幾何、向量幾何與三角學等課程範疇,若不考慮各解法背後的邏輯關係,在學完相關單元後,可以由此問題出發,進行一題多解,將坐標幾何、向量幾何相關單元中的重要概念,作一連結,而當中的許多方法與想法,亦可進一步用於空間中點、線、面相關距離問題。以下,我們以實際問題為例,在本文以及〈平面上點到直線距離(二)〉、〈平面上點到直線距離(三)〉等文裡,提供公式解之外,共七大類,近20種解法,除了討論各類解法所涉先備知識,以及這些方法與空間中相關問題之間的連結。 繼續閱讀 »

碳循環(Carbon cycle)

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碳循環(Carbon cycle)
國立臺灣大學森林學系王家玲學士

生物地質化學循環(biogeochemical cycle)為各個元素在大氣層(氣圈)、海洋(水圈)、地殼(岩石圈)以及生物體(生物圈)這四個「庫」(pool)之間的循環。依照貯存後參與循環的程度可將「庫」區分成「貯藏庫」(reservoir)和「交換庫」(exchangeable pool)。保留在貯藏庫的物質,通常以不能被生物直接利用的型式存在,而須藉由某些化學作用才能進入交換庫被生物利用,例如碳以碳酸鈣形式貯存在海底泥層或岩層中,岩石圈是碳的貯藏庫。碳酸鈣被溶解後轉成二氧化碳才能被生物利用,所以水圈和大氣圈才是碳的交換庫。

地球上的碳(carbon)會以不同型式存在於生物和環境中,這不同的型式便是不同的化合物。大氣中的二氧化碳從無機物的形式經過植物或藻類的光合作用,合成有機化合物(簡稱「有機物」),有機物大多為碳水化合物,是生命產生的物質基礎,因此植物或藻類稱為生產者。牛、羊等草食性動物從植物獲取養分(例如澱粉、蔗糖、果糖…等等),稱為消費者。而獅子、老虎等肉食動物若以捕食草食動物攝取養分,則稱為次級消費者。 繼續閱讀 »

伊波拉病毒(Ebola virus)—病毒的防制

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伊波拉病毒(Ebola virus)—病毒的防制
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

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圖一、生物性危害的標誌圖。

伊波拉病毒最早在1976年於非洲剛果民主共和國和非洲蘇丹共和國被發現,而此病毒的命名則是以非洲剛果民主共和國的伊波拉河來命名,因伊波拉河流域接近伊波拉病毒首次爆發此疾病的部落。從1976年迄今為止,伊波拉病毒最大規模的爆發是在2014年的西非伊波拉病毒疫情(截至2014年8月此波疫情仍在持續爆發中),影響的範圍在西非的幾內亞,賴比瑞亞,獅子山,和奈及利亞等地。

伊波拉病毒是一種病毒性人畜共通傳染病,傳染的途徑通常是藉由體液、黏膜、皮膚等接觸造成感染。由於伊波拉病毒的高致命性,且目前尚無任何對此病毒有效的疫苗,因此伊波拉病毒被列為生物性危害第四級的病毒。

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伊波拉病毒(Ebola virus)— 病毒的分類與特徵(下)

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伊波拉病毒(Ebola virus)— 病毒的分類與特徵(下)
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

連結:伊波拉病毒(Ebola virus)—病毒的分類與特徵(上)

除了上一篇中敘述的薩伊伊波拉病毒和蘇丹伊波拉病毒,這兩種對人類的致死率高達50%至90%的伊波拉病毒種之外,下面要介紹的是另外兩種,對人類沒有造成致命性報告的伊波拉病毒種:雷斯頓伊波拉病毒和象牙海岸伊波拉病毒,雖然此兩種伊波拉病毒種對人類沒有顯著的傷害,但對靈長類的猴子跟黑猩猩會造成死亡。

雷斯頓伊波拉病毒(Reston ebolavirus)是在1989年,首次在美國維珍尼亞州雷斯頓地區,一群從菲律賓進口的食蟹猴(Macaca fascicularis)身上發現。雷斯頓伊波拉病毒對猴子有很高的致死率,但目前並未發現該病毒對人類有致命性的危險。 繼續閱讀 »

伊波拉病毒(Ebola virus)—病毒的分類與特徵(上)

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伊波拉病毒(Ebola virus)—病毒的分類與特徵(上)
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

伊波拉病毒(Ebola virus, 又譯埃博拉病毒),一個大家耳熟能詳,但也令人聞之色變的名詞,在1995年的電影「危機總動員」中就是以伊波拉病毒為題材所拍攝而成的故事。在今年,2014年,位於西非伊波拉病毒的疫情大爆發,與歷年相比感染人數與死亡人數都達歷史上的最高峰(圖一),對於全世界來說這是個很嚴重的公衛問題。伊波拉病毒又被稱之為新世紀黑死病,這病毒究竟是什麼?

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圖一、伊波拉病毒歷年年度累積總病例統計圖。淺綠色條:感染病例數;深綠色條:死亡病例數;灰色條:無病例報告。(引自BBC News – Summit to discuss Ebola emergency starts. http://www.bbc.co.uk/news/health-28673380)

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伊波拉病毒(II)-「無知與不信任」才是真正的敵人

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伊波拉病毒(II)-「無知與不信任」才是真正的敵人
國立臺灣大學微生物所李沂霏碩士

連結:伊波拉病毒(I)-與死亡共舞

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圖二、生物安全第四等級實驗室(Biosafety Level 4, BSL-4)。
伊波拉病毒需在生物安全第四等級實驗室進行操作,人員穿著正壓防護衣及呼吸器。圖片來源:見參考文獻10.

伊波拉病毒屬於第四級病毒。約瑟夫‧麥柯明克─規劃建置美國疾病控制中心熱實驗室,同時也是伊波拉病毒專家─在1997年出版的《第四級病毒》一書開頭寫著:「『第四級』是在實驗室裡工作,生物安全分級的最高級,列入此類分級的多是具有高度危險或者不明的物質,極有可能使操作的科學家染上致命疾病。…這類實驗室都是單獨一棟房子,如與其他單位同在一棟房子,也必須完全隔離。…所有的工作人員均須穿上隔離衣,以維生設備供應氧氣(圖二)。實驗室有特殊的設計,防止危險物質外洩。」足以呈現伊波拉病毒的危險性。 繼續閱讀 »

伊波拉病毒(I)-與死亡共舞

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伊波拉病毒(I)-與死亡共舞
國立臺灣大學微生物所李沂霏碩士

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圖一、伊波拉病毒。伊波拉病毒顆粒的電子顯微鏡圖。
(圖片來源:維基百科http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ebola_virus_virion.jpg)

世界衛生組織(WHO)於2014年8月8日宣佈全球進入伊波拉病毒國際公共衛生緊急事件。WHO表示在西非爆發的伊波拉疫情為40年來最嚴重的一次大爆發,有別於以往的是可透過航空交通傳播,使擴散範圍堪稱歷來最嚴重,截至8月4日止,伊波拉病毒確診、疑似和可能感染病例高達1711例,並已造成932人死亡。這隻病毒不僅將死亡陰影投射在非洲大陸上,且有向外擴散的態勢,近幾日香港發現境外移入疑似病例亦引起極大恐慌。 繼續閱讀 »

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