類固醇內泌素檢測技術之開發與應用─吳兩新教授

高等動物為了應付瞬息萬變的外在環境，並維持其體內環境的恆定，遂發展出具有調節與整合不同器官系統的神經與內分泌兩大協調系統，神經系統反應迅速，而內分泌系統則反應較慢，兩者相互依賴且相輔相成。內分泌系統為包含具有內分泌作用的腺體，這些腺體能分泌稱為內泌素(hormone)的物質，並將之釋入血流中，或透過其他運輸方式，而對不同的組織引起各異的生理反應。類固醇內泌素(steroid hormone)為內泌素中相當重要的一群，包括性腺(睪丸、卵巢)及腎上腺皮質所分泌者。類固醇分子之構造較簡單，其組成前身為醋酸鹽(acetate)，再由醋酸鹽合成膽固醇(cholesterol)，然後各經不同之變化，而產生各種不同結構之類固醇，其主要功能乃參與動物生長、發育、生殖、體內環境之持恆及調節能量之可利用性等。

應用於內分泌學的研究方法，非常廣泛而分歧，而且隨著內分泌學的發展，各種方法也不斷推陳出新，其中以檢測動物內泌素含量的方法，來評估其內分泌功能正常與否，已被廣泛應用於生物及醫學領域中。本研究室自1980年起，即開始從事一系列類固醇內泌素分析技術之開發，並將其應用在畜產學領域中，以下提出我們在這方面的一些經驗與心得，與大家一起分享。

類固醇內泌素之測定方法甚多，但由於類固醇內泌素濃度相當低，一般僅達ng甚至pg含量，過去使用的生物鑑定法(bioassay)、及各種物理、化學的方式，均無法令人滿意。隨著免疫科學的發展，利用免疫反應之分析方法應運而生，其靈敏度、專一性均相對提高，其中以放射免疫分析法(radioimmunoassay, RIA)及酵素免疫分析法(enzyme immunoassay, EIA)最被普遍採用。RIA之原理，乃是利用標準溶液內不同濃度之抗原即內泌素)與放射性標幟抗原，共同競爭限量抗體之結合點，而繪成標準曲線，樣品中未知抗原的濃度，即可由標準曲線比較得知。而EIA僅是將放射性標幟改為酵素標幟抗原，再輔以呈色劑進行呈色反應，兩者的基本原理是相同的。迄今，本研究室已建立了孕酮(progesterone)、睪固酮(testosterone)、皮質醇(cortisol)、雌二醇(estradiol)、皮質固酮(corticosterone)、孕二醇葡萄糖醛酸(pregnanediol glucuronide)及雌酮硫酸鹽)(estrone sulfate)等五種類固醇內泌素之RIA，而前三種也同時建立了EIA分析法。在應用方面，我們主要利用內泌素濃度來監控動物之生殖狀態，已被廣泛應用於動物生殖生理學研究及現場之繁殖管理上，茲將其重點說明如下：

一、家畜不同生殖階段中生殖內泌素之檢測@TAG=NORMAL生殖內泌素為調控家畜生殖的主要因子，故如何即時了解家畜在不同生殖階段中，生殖內泌素濃度之變化，則甚為重要。我們所開發的孕酮酵素免疫分析法，除可供實驗室分析之外，亦進一步發展成可供現場檢測之乳牛懷孕診斷套組—愛惜(I SEE)，操作方便，僅需一滴牛乳，並用裸視，即可由呈色之深淺來判斷乳牛是否懷孕，對其繁殖管理甚有助益。

二、動物園動物糞便性類固醇內泌素之檢測

為了將所開發的內泌素分析法，廣泛地應用於其他動物上，在與台北市立動物園的合作下，利用檢測動物糞便中的孕酮、雌二醇及睪固酮含量，來監控其生殖狀態，此種不需保定與採血的非侵入性 (non-invasive)方法，已成功地應用在台灣黑熊、長頸鹿、狒狒、非洲象…等十餘種動物園動物之繁殖管理上。

三、動物生殖週期之調節

對若干季節性繁殖之家畜(如山羊)，以及繁殖過剩的動物園動物(如狒狒)，應用外源性類固醇內泌素來調控其生殖週期。例如以medroxypro-gesterone acetate (MPA)矽膠管埋植皮下，可經由回饋抑制內源激性腺素(gonadotropin)的分泌，而使卵巢功能呈現靜止狀態，當將MPA移去後，卵巢功能又回復正常。

四、傳統醫學在生殖內分泌上之應用

傳統醫學如中草藥，為我國固有的資產，我們嘗試以現代的科學方法，來驗證古人之說法。主要利用動物性腺細胞之體外培養及活體試驗，以了解中草藥如生化湯、人參、斑蟊…等，對動物生殖內分泌之影響。同時利用此細胞體外培養系統來篩選具調節內分泌功能之中草藥，進而能找出其有效成分。

類固醇內泌素對動物生理的影響相當廣泛，其可供臨床應用之處也很多，目前我們所完成者僅是其中的一小部分，其他部分仍有待繼續的努力。最後，除了感謝歷年來提供經費與資源的國科會、農委會、雜糧基金會、台北市立動物園、台大畜產系等單位之外，研究團隊成員的通力合作，亦是推動工作向前邁進的最大助力，在此謹致上最誠摯的謝意。