生物化學

本研究旨在比較人類間葉幹細胞 (human Mesenchymal Stem Cells, hMSCs) 在三維球形微孔和二維平面聚丙烯醯胺 (polyacrylamide, PA) 水凝膠上的生長和分化特性。我們製備了具有60μm直徑球形微孔陣列的PA水凝膠平面PA水凝膠，將hMSCs培養在這兩種不同的基質上，加入藥劑誘導向脂肪細胞分化七天。透過細胞計數、形態學觀察和成像分析，我們系統地比較了細胞在兩種環境下的形態變化、脂大小 和分化進程。再透過RNA-seq分析，我們找出了三維及二維環境培養的細胞的差異表達基因，並做出火山圖與熱圖。 本研究建立一種新型三維球形微孔的培養環境、，成地地 hMSCs提供更接近體內條件的微環境。進一步觀察hMSCs在三維環境中生長與分化，期許 組織工程和再生醫學領域提供新的見解和潛在的應用方向。

Previous research observed increased TNTs formation between hypoxic and normoxic neuroblastoma cells, aiding hypoxic cell survival. CHGA was identified as a potential factor in this process. This study compared CHGA expression and whether CHGA exists in TNTs in five cell lines, with SH-SY5Y showing the highest levels, followed by SK-N-BE(2)C, while the other three showed lower expression. Future studies will focus on the impact of CHGA on cell survival and its mechanisms.

In radiation treatments and manned interplanetary space travel, radiation is one of the biggest problems. The radiotolerance of cancer cells makes it necessary to apply high doses to surrounding healthy tissues by subjecting the cells to heavy stress. With regard to space travel (which involves a minimum travel time of 6 months) (1,2) the danger concerns cosmic radiation which is capable of inducing genetic mutations that, in turn, can evolve into very serious pathologies, such as cancer, damage to dendrites consequently compromising synapses. The project is aimed at developing a technology that can address these issues and aims to make human DNA radioresistant. This study involves a nucleosome-binding protein called DSUP (Damage Suppressor Protein) unique to the tardigrade Ramazzottius Varieornatus and the subject of its radioresistance. It can theoretically safeguard genetic material damaged by radiation. *Internship theme at the Pino Torinese Astronomical Observatory and the DISIT-UPO Environmental Molecular Toxicology Laboratory. The study molecule: Numerous tests have been carried out through the "in silico" approach geared toward mathematical modeling of its protein structure and complex mechanisms of action simulated through artificial intelligence systems, followed by direct laboratory analysis involving biosynthesis of DSUP by genetically modified bacteria and related tests. Both approaches, applied synergistically, aim to make it accessible and useful for the protection of human health.

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。

本研究旨在比較人類間葉幹細胞 (human Mesenchymal Stem Cells, hMSCs) 在三維球形微孔和二維平面聚丙烯醯胺 (polyacrylamide, PA) 水凝膠上的生長和分化特性。我們製備了具有60μm直徑球形微孔陣列的PA水凝膠平面PA水凝膠，將hMSCs培養在這兩種不同的基質上，加入藥劑誘導向脂肪細胞分化七天。透過細胞計數、形態學觀察和成像分析，我們系統地比較了細胞在兩種環境下的形態變化、脂大小 和分化進程。再透過RNA-seq分析，我們找出了三維及二維環境培養的細胞的差異表達基因，並做出火山圖與熱圖。 本研究建立一種新型三維球形微孔的培養環境、，成地地 hMSCs提供更接近體內條件的微環境。進一步觀察hMSCs在三維環境中生長與分化，期許 組織工程和再生醫學領域提供新的見解和潛在的應用方向。

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。

This study primarily investigates the components of food residues in the stomach of flying squirrels and the metabolism of the intestinal bacteria Floricoccus tropicus. Using nuclear magnetic resonance (NMR) hydrogen spectrum analysis, the signals of long-chain fatty acids were detected in both n-hexane and 75% ethanol extracts of flying squirrel gastric residues and acorns, suggesting that acorns may be a primary food source for the flying squirrels. The study also identified Floricoccus tropicus, one of the lactic acid bacteria, from the intestines of flying squirrels and discovered its role in the metabolism of fatty acids in acorns. Results showed that polyunsaturated fatty acids significantly decreased during fermentation, indicating that they were converted into short-chain fatty acids with anti-inflammatory properties. In the antibacterial activity experiments, the acorn grease showed no inhibitory effects before fermentation, but after fermentation, the acorn grease exhibited inhibitory effects against E. coli. Furthermore, in anti-inflammatory tests, fermented acorn grease samples significantly suppressed the production of NO and TNF-α in LPSinduced RAW 264.7 cells, with greater inhibition at higher concentrations. In conclusion, the lactic acid bacteria Floricoccus tropicus was found to metabolize fatty acids of acorns into compounds with antibacterial and anti-inflammatory effects.

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。

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。

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。