生物化學

C-terminal tensin-like（CTEN）是種可調控細胞遷移的蛋白質。在正常細胞中， CTEN 表現量低且多位於細胞質；然而癌細胞的 CTEN 則是過量表現於細胞核中，且目前研究指明 CTEN可能影響NF-κB路徑的活化，因此本研究探討癌細胞核中 CTEN 對 NF-κB 訊息傳導路徑，以及細胞遷移癌化的機制。目前研究結果證實：表現量位於癌細胞核的實驗組對於NF-κB轉錄活性有顯著的提升(其p-value < 0.05)，且與空白對照組比較，其提升細胞遷移的能力約增加11倍。實驗挑選六種與細胞發炎、癌化相關的基因 ，以qPCR 測定CTEN與其表現量的關係，歸納結果得知癌細胞核中 CTEN 與這些基因沒有明顯的正相關。本研究接續研究CTEN影響NF-κB路徑及其與EMT的關係，瞭解CTEN、基因在這些路徑的交叉作用，將可提供更為新穎的癌症治療干預靶點。

入侵紅火蟻( Solenopsis invicta，以下簡稱紅火蟻) 起源於南美洲巴拉那河流域，其對於農業、畜牧業、甚至對人的健康都具有高度危險性及破壞性。由於國際貿易地興 起，紅火蟻目前已於包含台灣在內多個國家中被發現並在當地造成危害。為了對抗紅 火蟻造成的影響，瞭解紅火蟻的基因將是個有效的方向。故希望從決定紅火蟻的性別 決定基因之候選位置中探索其重組率以更精準地定位性別決定基因的所在位置。本篇 研究選用紅火蟻其中兩條等位基因序列，分別標記為 H04、H07。對於紅火蟻來說，正常情況下單套個體將發育成雄蟻、雙套且為異型合子的個體將發育成為雌蟻(職蟻或處 女蟻后)，然而同型合子個體則會發育為不孕的雙套體雄蟻。本實驗利用限制酶酵素切 位多樣性( Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP )技術，使用 MEGA 軟體將H04、H07 序列之同源序列做排序後，使用 Ape 軟體找出其候選酵素切位並篩選出於不同等位基因序列上具有多樣性之切位後，利用聚合酶鏈鎖反應( polymerase chain reaction, PCR )、酵素酶切割及電泳凝膠技術，找出理應為異型合子之雌蟻中只具有 H04 或 H07 序列其中一個訊號之個體，即代表該區域曾發生過基因體重組事件而應被排除出性別決定基因的候選位置。我們成功確認 H07、H04 的 90 個樣本中，同型合子共有12 個、異型合子共有 78 個，並且雄蟻皆只偵測到一個訊號，符合預設。未來繼續縮短範圍，直至找尋到決定紅火蟻重要基因序列。

原始生命的形成被推論是由化學分子透過自發性化學反應組成簡單的代謝路徑，再由這些路徑組合成為複雜的代謝網絡，最終形成原始的生命。由於自營性的代謝路徑可將無機性的CO₂固定為有機物可謂形成生命的前提，因此推論在自營性微生物所擁有的一種生物固碳路徑，可將CO₂固定進入三羧酸循環的「逆向三羧酸循環」被認為是原始細胞最初形成的代謝路徑之一。然而，以化學反應的自由能考量，自2-Oxoglutarate到Isocitrate 此固碳反應並非自發性反應，並由異檸檬酸脫氫酶催化。異檸檬酸脫氫酶在逆三羧酸循環中是決定固碳反應速率的關鍵酵素之一，在當今正向三羧酸循環中亦具重要的調節細胞能量代謝的功能。有鑑於此，本研究探討源自古老地球環境的嗜熱自營菌Aquifex aeolicus 中異檸檬酸脫氫酶的酵素性質，並期待本研究成果對生命起源的探究及發展新穎固碳技術能有所助益。

蕗蕎為原鄉部落常見且重要的香辛料作物，具有降脂、抗動脈粥樣硬化、抗菌等活性， 但對於血管舒張作用則少有相關研究。因此本研究以乙醇對蕗蕎進行萃取，再進一步以色層 分析等方法進行純化，其分離到之化合物由核磁共振磁儀（NMR）光譜技術分析及質譜(MS) 之鑑定，鑑定得到一個主要大量的固醇類天然產物: Laxogenin。另外透過頂空氣相層析質譜儀(HS-GCMS)，從生鮮蕗蕎(Allium chinense G. Don)共鑑定出 13 種化合物，其中包含 8 種含硫化合物，並以 Disulfide dimethyl 含量為 71%，占揮發氣體之含量最高。 在抑制血管收縮素轉化酶 (ACEI)活性測試中，取蕗蕎的酒精萃取物、大蒜的酒精萃取物、Laxogenin、diallyl disulfide 在濃度為 0.0125 mg/mL 下，其抑制率分別為 3.9 %、8.3 %、4.2 %、4.6 %。並透過電腦模擬分子對接技術(MDM)，發現 Laxogenin、diallyl disulfide 與 ACE酵素具結合親和性，以上結果顯示，推測蕗蕎具有抑制 ACE 酵素及降血壓之功效。

GATD3A 是粒線體中的蛋白質，被推測可能具有「去糖化」的能力，能移除AGEs。糖尿病、帕金森氏症、阿茲海默症皆與人體中過高濃度的AGEs有關，因此GATD3A具有相當高的研究價值。 本研究探索GATD3A(麩醯胺酸轉移酶樣1 類結構域 3A)，經基因合成與蛋白表現後，大量製備蛋白質並探討其結構與功能。目前已得到蛋白質最佳製備環境、成功培養出蛋白質晶體，進行了結構分析，了解其結構、保守性、親水性及電性等，對於酵素適合反應的溫度、pH值也有初步了解。未來也會利用酵素動力學計算酵素活性、並製備糖化蛋白質，進行去糖化測試，探討 GATD3A 是否具有臨床運用於糖尿病患者之糖化血紅素去糖化的可能性。

GATD3A 是粒線體中的蛋白質，被推測可能具有「去糖化」的能力，能移除AGEs。糖尿病、帕金森氏症、阿茲海默症皆與人體中過高濃度的AGEs有關，因此GATD3A具有相當高的研究價值。 本研究探索GATD3A(麩醯胺酸轉移酶樣1 類結構域 3A)，經基因合成與蛋白表現後，大量製備蛋白質並探討其結構與功能。目前已得到蛋白質最佳製備環境、成功培養出蛋白質晶體，進行了結構分析，了解其結構、保守性、親水性及電性等，對於酵素適合反應的溫度、pH值也有初步了解。未來也會利用酵素動力學計算酵素活性、並製備糖化蛋白質，進行去糖化測試，探討 GATD3A 是否具有臨床運用於糖尿病患者之糖化血紅素去糖化的可能性。

為了改善癌症藥物載體的標靶性，3-氨基苯硼酸與二硫化物同時拿來修飾天然材料奈米纖維素和植物核酸。3-氨基苯硼酸可以和高度表現唾液酸的癌細胞結合，二硫化物可以被癌細胞內高度表現的穀胱甘肽切斷雙硫鍵而釋放藥物。利用油包水的乳化方式，將化療藥物包覆。這些雜合奈米膠粒徑界於 100 到 150 奈米之間，是帶負電的球狀構造。高濃度(2 毫克/毫升)的奈米膠對正常細胞的毒性很低。3-氨基苯硼酸修飾的組別可以誘發更多的癌細胞死亡，而且比二硫化物的標靶效果更好。具有 3-氨基苯硼酸修飾的組別可以促進更多的癌細胞吸收化療藥物，以及被細胞核染劑染上螢光。本研究提供標靶性藥物載體在癌症治療一個替代的方式。

再生醫學透過控制幹細胞分化以應用於修復受損或是建構新組織。目前誘導幹細胞分化的方法多為添加成長因子的化學誘導法，然而此方法具有高成本和費時等缺點。在本篇研究中，我們以人類臍帶間質幹細胞，作為誘導分化對象，使其貼附於具最適化圖形的膠原蛋白微島嶼，結合大氣電漿及 H2O2 二種氧化應激法刺激細胞，探討誘導 WJ-MSC 幹細胞分化的最佳條件。在本研究中，我們發現單獨使用大氣電漿處理可使成骨分化率增加，而大氣電漿處理再加上星形微島嶼培養細胞時，則更顯著的提高成骨分化率。未來嘗試以 H2O2 誘導幹細胞分化， 並進一步探討大氣電漿和 H2O2 提高脂肪分化率的條件、影響分化的機制，期望能此新技術取代傳統化學誘導法，對組織工程做出貢獻。

RBM4 是種 RNA 結合蛋白，以其在各種組織中作為剪接調節因子進而豐富了蛋白質多樣性而受到關注。在我的研究中，藉由 RNA 定序找到了可能由 RBM4 主導的選擇性剪接， 包含 Rbfox2、Prpf40b 和 Add3 等，並發現這些剪接事件在不同時間點和組織中存在差異。因為在不同的組織中看到了選擇性剪接的變化，更透過觀察組織切片比較了野生型與 Rbm4 基因剔除的小鼠中其腦部、心臟、骨骼肌、棕色脂肪組織和胰臟的表現型，進而發現這些差異與基因的關聯。 此外，我的研究揭示了 Rbm4 雙基因剔除小鼠在骨骼肌和胰臟中 Bdnf 和一些指標基因的 mRNA 表現量明顯下降。而令人驚訝的是，腹腔注射 TrkB 活化因子 DHF 能夠顯著地完全恢復 Rbm4 雙基因剔除小鼠中的 Bdnf 表現量。這些發現共同突顯了 RBM4 在調控 Bdnf 中的關鍵作用，並展示了 DHF 作為潛在治療方法的有效性。

硫磺菇（Laetiporus sulphureus）和桑黃菇（Sanghuangporus sanghuang）是東亞，特別是台灣森林中的兩種真菌。這些真菌的次級代謝物，特別是多醣，具有抗炎和抗癌的生物效應；其地面子實體長期被當地人作為傳統藥物使用。然而，這些藥用特性及其機制尚未充分研究。本研究旨在分析和量化這些真菌多醣的抗炎效果。從硫磺菇中提取硫酸化多醣，從桑黃菇中提取非硫酸化多醣，並使用水和乙醇進行多步純化。隨後，將純化後的產品餵給巨噬細胞進行體外測試以檢查其抗炎性。硫酸化多醣的最佳濃度為150 ppm，能夠最大程度地降低自由基濃度21.6%，且不影響細胞活力。相比之下，桑黃菇的所有多醣濃度均顯示出增強的細胞炎症，顯示其作為藥物無效，因為沒有去除真菌毒素。相比之下，硫磺菇的硫酸化多醣顯示出其藥用潛力，對生物醫學和生物探索領域具有新啟示。