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生物醫學大師Arthur Kornberg 的研究之路

-- 紀念大師對分割多磷酸的開發過程

-- 已應用於日本牙醫診所的牙齒保養品

Arthur Kornberg （1918-2007）是猶太裔美國籍。他在1959年以DNA研究的斐然成就獲得諾貝爾生醫獎，得獎當年他才41歲。從那一年到過逝時他都在史丹佛大學醫學院兢兢業業持續研究（史丹佛大學終身教授）。

從跟酵素戀愛的研究開始

Kornberg教授特別是在開始研究酵素時感覺到酵素的魅力，在研究複製酵素DNA的研究榮獲了諾貝爾生醫獎，雖然有很多人有興趣研究DNA複製，但鮮少人對事實DNA的認知研究到位， Kornberg教授能描畫出DNA複製過程如繪圖一般的研究， 然後他也能畫出多磷酸合成的圖，正如一位好的畫家須有很好的直覺能力，研究人員也一樣必須有這能力。

Kornberg教授在1955年已能從大腸桿菌分離出多磷酸， 但當時萃取出的濃度還不夠， 無法用於研究。 1990年， 他研究室的另一位年輕研究人員萃取出高純度的多磷酸，於是Kornberg教授1993年取得美國國家衛生研究院NIH(National Institute of Health)經費， 正式投入多磷酸“polyphosphate”研究， 爾後並運用於再生醫學。Kornberg教授認為人體本來就有的「多磷酸 」 成分當時並沒有得到應有的注目、是一個不時髦的研究題目(冷門）， 也就是說當時年輕的研究人員對基因組學、蛋白質組學和“某種混合”更感興趣， 大量資金都投入到那些領域。Kornberg教授靠著過去的成績才能拿到美國國家科研經費探討多磷酸這樣冷門題目的研究，一般年輕的研究人員是無法獲得研究這樣冷門題目的機會。

自現代科學開始以來只有大約 100 年的時間，但是生命系統已經進化了數十億年。正如我們和細菌一樣歷經數十億年由DNA、RNA 和蛋白質創造出來一樣，多磷酸也是同樣在生物體扮演重要角色。 透過不斷研究這些基本物質的功能，我們將能夠一點一點地看到生物的本質， 這就是研究有趣的原因。

多磷酸是一種高分子的無機物， 其中數十個甚至數百個無機磷酸鹽通過高能磷酸鹽鍵連接在一起，如 ATP。所以當Kornberg教授開始研究酵素的時候，他當時認為它可能是ATP合成的來源，但是沒有研究出成果， 因此研究又回到了原點。 多磷酸在火山流和深海熱液噴口中無生命地產生，但也在細胞內大量合成，在真核細胞中多磷酸達到乾重的20%。多磷酸的存在早已為人所知，但其功能卻完全不為人知，在生物學教科書中一直被忽視，為此，它甚至被稱為“分子化石”。Kornberg教授想澄清一下產生多磷酸的酵素是什麼以及這種酵素對多磷酸有什麼作用，換句話說，他的新目標是用酵素學使這塊「多磷酸化石」復活。

基礎的研究， 並不是為應用而研究

  因為Kornberg教授想知道 DNA 是如何合成的，這讓他發現了一些酵素，這些酵素現在是開發治療癌症和自身免疫性疾病藥物的靶標。”換句話說，這些藥物的作用是在破壞或讓酵素（他發現的）無法作用， 但他從未想到當初的研究會幫助治癒疾病。

Kornberg教授認為在開始的基礎研究，並無法知道他的研究會應用在什麼樣的用途，例如他當初也不知道幹細胞的研究對阿茲海默症病患或帕金森氏症是否有用，但是幹細胞是如何作用的及是如何分化細胞的，這是很明確的一項重要研究。

在美國或日本很多都是戰略性地由上而下或者有一 Road Map的建立方式，基本上研究題目跟目標都是綁的很緊。 而 Kornberg教授所思考的卻是讓他的每一位研究者想研究什麼樣的題目；想要探討有必要了解清楚的核心問題。 當然有能力把這核心問題釐清楚的骨幹人才並不多，在日本可能更不多見。美國國家衛生研究院NIH從Kornberg教授20幾歲開始就持續支援他的研究，也只有美國NIH這種支援的機構能夠尊重骨幹人才，才能夠突破躍進式的發展出研究成果。

另一方面，他的徒弟柴肇一 (當年是日本大阪大學醫學博士、北海道大學助理教授）到史丹佛大學跟隨Kornberg教授致力於多磷酸這領域的研究。柴教授返回日本後在北海道大學組成研發團隊，自1995年以來發表多磷酸的國際論文高達39篇以上， 其中Kornberg教授也共同署名的有三篇以上。柴教授後來將多磷酸在組織再生與抗菌的技術運用於解決有關牙周病的問題，乃因牙周病是引發人體各種慢性病的來源因素，至今醫界雖然眾知卻找不到解決方案， 而他們發現所需要的技術跟組織再生及抗菌剛好一致。

柴肇一教授從1993年起研究多磷酸近30年以來，取得了成功和豐碩的成果。研發團隊發現，一定鏈結長度的多磷酸適合口腔護理，也將其應用從骨再生擴大到牙周組織再生。由於牙周病是一種長期存在的疾病，可能反覆發生且沒有可用的有效治療藥物。 口腔內的牙周病菌、蛀牙細菌等引發的口腔內相關疾病的惡化等問題叢生，除了加強潔牙之外沒有特別有效的方法，但可透過使用分割多磷酸的產品，有效地控制或預防牙周病。

Kornberg教授自從1955年從大腸桿菌萃取出多磷酸， 大師的精神持續傳承，到2004年他日本徒弟柴肇一教授率領研發團隊進一步研究運用中長鏈分割多磷酸，將其應用從骨再生擴大到牙周組織再生，及解決有關牙周病的問題。中長鏈分割多磷酸幫助強健牙齦組織，減少細菌孳生抑制牙菌斑，適合口腔護理，是遠離牙周病的良好對策。堅持歷經了近50年的不斷研發歷程， 終於可以造福嘉惠人群， 目前日本已有2000多家牙醫診所採用柴肇一教授創辦公司的相關開發產品。

衛福部調查顯示，台灣18歲以上成人99.2％有不同程度牙周病，高居【亞洲之冠,】！ 而且各年齡層的牙周病病人數，都呈現上升趨勢，值得留意的是，31至40歲的族群為所有族群之冠，青壯年罹患牙周病比例逐年增高。有鑑於此，悠哉美健公司特別將柴教授的中長鏈分割多磷酸產品引進臺灣市場，期望解決各年齡層人牙齒保健的需求。