高科技研究的商品化是未來新興保健食品的趨勢,預料有更多產品將會陸續出現,前景是樂觀的,但商品化後銷售之前的教育工作則是重點項目。
20世紀後期興起了生物技術的熱潮,使得原先大家認為象牙塔中的生命科學居然也能商品化,然而大多數實驗室的研究多半是理論而已,要商品化其實最大問題在民眾的教育,如何以淺顯易懂的方式使普羅大眾瞭解,再進一步去購買是有待突破的瓶頸,如知名度頗高的幹細胞,雖早已有商品,但大多數人仍不清楚,因有很多商品還錯誤的標示植物幹細胞,事實上只有動物才有幹細胞。
信號分子的商品化
舉例來說,信號分子(Signaling Molecules)是指生物體內的某些化學分子,主要是用來在細胞間和細胞內傳遞信息,唯一功能是可以和細胞受體結合,傳遞細胞信息。
多細胞生物中有幾百種不同的信號分子,彼此在細胞間傳遞信息,這些信號分子種類更複雜,包括蛋白質、胜肽(peptide)、氨基酸衍生物、核苷酸、膽固醇、脂肪酸衍生物、代謝產物、細胞壁、激素或是細胞膜的殘片以及可溶解的氣體分子等,種類雖多,但是作用方式卻是一樣的,就是與細胞膜表面上的受體結合,啟動細胞內的信號。
這過程中,粒線體扮演了重要的角色。在產生能量的同時,線粒體也會釋放一個重要的氧化還原信號分子,此一氧化還原信號在內分泌系統、心血管系統、免疫系統、肌肉/骨骼系統及皮膚系統都有重要的作用,但是人類隨著年齡的增長,氧化還原信號越來越少,於是出現了老化及生病的現象。
《閱讀小秘書》
什麼是粒線體?
粒線體是細胞內氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷(ATP)的主要場所,為細胞的活動提供了化學能量;此外,粒線體還參與細胞分化、細胞信息傳遞和細胞凋亡等過程,擁有調控細胞生長和細胞周期的能力。
信號分子負責在體內實現適當的細胞通訊,以確保免疫系統的最佳性能,也可啟動人體的免疫系統,以防止細菌和病毒的感染。
粒線體產生能量時的副產物自由基太多的話對人體是有害的,粒線體也會即時製造抗氧化物來捕捉、中和轉換自由基,並將轉換自由基後的分子驅動合成更多能量,但人體粒線體在多重因素下並無法合成足量的抗氧化物,所以才需由外界補充抗氧化劑。
細胞內氧化還原電位會影響體內每一細胞的整體機制,包括基因的表達,當氧化還原信號運行良好時,恢復人體平衡所需的基因表達分子可以代謝、回收或修復細胞。此種穩定狀態與恢復平衡,就是透過氧化還原信號發生。因此,如果氧化還原信號分子沒有發揮最佳功能時,代表基因也無法發揮最佳功能。
所以,細胞中的氧化還原信號傳導過程,是細胞在自我檢測損傷,然後開始由粒線體進行修復和替代機制(包括自噬和細胞凋亡)的基本過程。
細胞凋亡是細胞死亡的過程,也被稱為細胞自殺。在檢測到細胞中氧化劑比例過高時,細胞凋亡會在2小時內啟動。在癌症中,細胞凋亡不會發生,因癌細胞變成不會死亡的細胞,若細胞檢測不到損壞,就無法自行修復。在這種情況下,粒線體由於喪失了進行氧化還原信號的能力而遭受破壞,讓細胞無法在正常代謝過程凋亡,就會如同不死癌細胞不斷地複製自己,並蔓延到身體的其他部位,最後因為癌症而死亡。
增強粒線體機能並執行抗氧化有多種方法,利用信號分子是其一,目前已有具氧化還原信息的水產品上市,這是高科技理論的信號分子商品化的案例。
藥物傳輸技術的商業化
藥物傳輸(Drug Delivery)系統作用在於增進藥物進入細胞內的數量,達到更好的效果,甚至減少投藥量,加強吸收並提升病患的耐受性,簡化藥物使用的途徑等,可使產品價值進一步提升。
藥物傳輸技術是近年發展的高科技,可配合不同投與途徑、控制釋放(Controlled Release)、標的性釋放(Targeting Release)等方式,來達到增進藥物效果、減少副作用及提升患者舒適度的目標。
藥物傳輸技術相關產品目前市場並非很大,但成長具潛力,主要用途最初是在延長舊有藥物的生命週期,但卻在其他領域也有商品化出現。
藥物傳輸技術使用的有如渡船的載體(Carrier)材料有很多種,在載體的發展史上,早在1976年科學家就提出奈米粒及奈米囊的概念,到目前為止,已經有許多微小粒子應用在藥物傳輸系統上,如脂質體(Liposome)、微胞(Micelle)、膠囊(Capsule)、離子交換樹脂(Ion Exchanges Resin)等,生物可分解性材料是其中之一。
脂質體是一種生物可分解性材料,是許多小分子聚集而成的聚合體,主要成分是脂質(Lipid),這是高等生物細胞膜的主要組成成分,具有親油及親水雙重特性,也就是有疏水親油端(長碳鏈,水會排斥)和親水端(離子端)兩部份,就因為這種兩種相反的性質,脂質在水溶液中會聚集成一種稱為脂雙層(Lipid Bi-layer)的結構,親水端在外,親油端在內。
脂質體球狀結構中心包著水溶液,若有藥物,不容易透過細胞膜,解決的方法之一就是把藥物包在脂質體中,因為脂質體外層脂雙層結構類似於細胞膜,所以容易與細胞膜融合在一起,並把包在內部藥物釋放到細胞內。
依同樣原理,脂質體若是包覆保健食品或保養品重要成分,則可以將有效成分近乎百分百釋放至細胞內,提高保健食品或保養品的效能,而且這樣的應用已有商品出現,這是高科技實驗室研究另一成功實例。
高科技研究的商品化是未來新興保健食品的趨勢,預料有更多產品將會陸續出現,其前景是樂觀的,但商品化後銷售之前的教育工作也是重點項目之一,因為高科技研究內容連本行人員都不一定懂,更何況一般人,所以採用高科技研究的商品化與科普教育工作並行,將是未來高科技研究的商品化成功的關鍵之一。