醫學與健康科學

本研究以腸道類器官(organoid)模擬體內環境，分析乳癌標靶藥物Lapatinib與Tucatinib對腸道產生副作用的差異。Lapatinib明顯抑制ileum及colon organoid的形成，其IC50低於Tucatinib約1000倍。其中Lapatinib特別對adult type organoid較具明顯抑制作用，顯示影響腸道上皮細胞的分化功能。以RNA seq 與Ingenuity pathway Analysis分析藥物對organoid中轉錄體表現的影響，Lapatinib 在colon organoid中增加腸道發炎、葡萄糖代謝異常、氯離子外流等基因群的表現，並降低crypt發展的基因群。其中，Lapatinib藉由增加Glut3的表現提高organoid對葡萄糖的吸收，此作用受到L-ascorbic acid (Vitamin C)抑制，亦增加GABA receptor 提高氯離子外流，顯示代謝與電解質失衡及發炎作用可能為lapatinib造成腹瀉的主因之一。以3D organoid為可信賴的轉譯研究模式，我們發現同屬HER2 tyrosine kinase inhibitor的Lapatinib與Tucatinib對腸道功能產生迥然不同的影響，並發現合併使用Glut3 inhibitor或GABA receptor antagonist可能可成為減緩Lapatinib副作用的對應策略。

過去已知敗血症患者使用β受體阻滯劑能有效改善心律、酸鹼參數、降低死亡率，在嚴重敗血症和敗血性休克的急性期，持續使用β受體阻滯劑可降低90天內的死亡率。然而，其中的分子機轉仍不明。我們先前利用健保資料庫進行大數據分析並以動物實驗驗證，發現β受體阻滯劑中的atenolol能顯著減少敗血症的致死率。此研究中，我們以LPS (脂多糖) 作為敗血症誘導劑，並利用西方墨點法及逆轉錄聚合酶鏈式反應等生物技術，來探討其中可能的保護機轉，結果發現atenolol可減緩肺部上皮細胞的EMT (上皮間質轉換)及先天免疫巨噬細胞的過度活化。因此，atenolol似乎能減緩LPS造成肺部的傷害，未來有望應用至臨床，以克服敗血症所造成的高死亡率。

癌症常年在我國十大死因中位居第一，而其中結腸、直腸和肛門癌的死亡率排第三，並有逐年增加趨勢。中草藥萃取的藥物分子已被證實可抑制癌症，研究發現橙皮苷 (Hesperidin) 及綠原酸 (Chlorogenic acid) 可協同抑制具有雌激素受體ERα及ERβ的乳癌細胞 (MCF-7)，並推測藥物是作用在雌激素受體/粒線體路徑，然而是哪類雌激素受體會受影響則缺乏資料。故本研究以MTT assay探討橙皮苷、綠原酸對缺乏ERα表現之結腸癌細胞 (HCT116) 的影響。結果顯示藥物單獨及混合作用下，當綠原酸濃度600 μM以上時能顯著抑制HCT116並具有劑量效應，然而橙皮苷及綠原酸對HCT116協同效應較不顯著，推測ERα在雌激素受體/粒線體路徑中扮演重要角色且參與在橙皮苷及綠原酸對MCF-7毒殺的協同效應中；因此推測上述藥物在不同細胞中可能作用於不同的抑制路徑，將來會以三陰性乳癌細胞為對象，進一步確認ERα扮演的角色，期望可在橙皮苷混合綠原酸抑制乳癌的路徑上提供更多證據。

癌症已嚴然成為全球人類最難克服的一種疾病，而其中治療後對於藥物產生抗藥性的難題，依然是一個很難突破的瓶頸。因此於本研究中，我們將利用鐵鉑 (FePt)奈米粒子來當成一新穎的治療方式，並觀察在具有對標靶藥物Geftinib(GEF)產生抗藥性的肺癌細胞中，是否可以產生毒殺的效果。我們從感應耦合電漿光學發射光譜儀(ICP-OES)的結果中發現，具有標靶抗藥性的肺癌細胞GR+對比不具抗性的HCC827細胞，會有著較高的奈米粒子吞噬量，並從細胞群落形成試驗(Colony formation assay)中觀察到，GR+細胞在接受奈米粒子後開始走向死亡，並伴隨活性氧化物質的產生。進而從西方墨點法的實驗結果中發現，GR+細胞的死亡機制為鐵凋亡(Ferroptosis)，綜觀以上結果，我們發現鐵鉑奈米粒子確實具有成為克服標靶藥物抗性藥物的潛力

此研究旨在探討當腸道沙門氏菌感染人類腸道上皮細胞（HT-29）時半乳糖凝集素-4（galectin-4）所扮演的角色。我們用野生型（wild-type）以及半乳糖凝集素-4 剔除（galectin-4 knockout）的HT-29細胞進行沙門氏菌感染。我們首先經由CFU計數探討galectin-4對細胞內細菌量的影響，並檢測細胞釋出的LDH及IL-18和mature caspase-1的量，以此研究galectin-4是否會活化發炎體（inflammasome）。結果發現， wild type HT-29 cells相較galectin-4 knockout cells有較少的活細菌，釋出的LDH，IL-18也較少。但在經過wortmannin（一種自噬抑制劑）treatment後，wildtype HT-29 cells釋出較多的LDH，IL-18，並且也釋出了mature caspase-1。這些研究結果顯示galectin-4能夠降低細胞內活細菌的量，且能夠活化inflammasome。

癌症為台灣國人十大死因之首，在台灣地區肝癌在十大癌症死因排名第二。雖然有第一線以及第二線藥物，但是頂多只能延長病人13個月的壽命，所以急需開發有效抑制肝癌的新藥。斑馬魚屬於脊椎動物，斑馬魚基因與人類基因的相似度達到87％，且繼代快成本低，對於研究人類的疾病或篩選藥物助益極大。在肝癌病患當中具有高達百分之六十的人，在肝癌中發現了端粒酶逆轉錄酶（TERT）啟動子的突變，這項突變會導致在肝癌細胞中端粒酶的過量表現並促進癌細胞的生長。先前在研究員實驗室建立了端粒酶轉基因斑馬魚，在15天有顯著增加細胞增殖相關基因以及b-catenin下游基因的表現，並且利用HE染色細胞組織病理學分析，有絲分裂以及三核的比例也大大增加。我們這個研究就是利用端粒酶轉基因斑馬魚研究三種藥物(小分子褐藻醣膠，鯽魚複合配方，麩胺酸螯合鈷)單獨使用跟組合使用抗肝癌的作用。我們發現使用三種藥物混合能有效抑制肝癌，未來可廣泛運用在醫學。

本研究探討L-硒代胱氨酸(L-Selenocystine; SeC)是否能抑制肝癌細胞(HepG2)生長與毒性機制。以細胞存活率分析得知10 µM SeC可抑制HepG2細胞生長，但對正常肝臟細胞(L-02)無明顯毒性影響。以彗星試驗發現，同樣濃度SeC對HepG2具基因毒性，會造成DNA損傷。再以西方墨點法得知SeC會使HepG2的抗氧化酵素表現量減少。透過同源重組活性測試證實SeC會抑制HepG2的DNA修復。與單獨使用臨床常用抗癌藥物Cisplatin比較，混合10 µM SeC與較低劑量的10 µM Cisplatin對HepG2有更明顯的毒殺效果。 10 µM SeC預期可用於輔助臨床抗癌藥物的療效，其抗癌細胞機制至少有兩種: 一為降低抗氧化酵素表現量，導致活性氧化物質(ROS)累積，造成DNA損傷；二為降低DNA同源互換修補活性，最後造成細胞凋亡。

白花蛇舌草是中醫常使用的抗癌中藥，本研究主要探究白花蛇舌草治療大腸癌的可能效應、機轉及活性物質。本研究利用大腸癌動物實驗搭配次世代基因定序，期望發現白花蛇舌草的新穎免疫抗癌標靶，並利用氣相層析質譜儀搭配新穎免疫抗癌標靶分子對接，分析主要的活性物質。結果顯示，白花蛇舌草可以減少小鼠結直腸增生組織的數量及大小，將被影響的基因進行生物資訊程式分析，發現白花蛇舌草會干擾與免疫細胞趨化有關的基因群組以及與上皮細胞增生有關的白細胞介質IL-17訊息路徑，而且存在於白花蛇舌草的阿魏酸可以阻斷IL-17與IL-17受體的結合，減緩小鼠的大腸直腸癌。本研究將古老知識透過現代科學證實有用，呈現與發炎或與上皮細胞增生有關的細胞激素可以作為免疫抗癌標靶，也發現白花蛇舌草的免疫抗癌新機制，並由免疫抗癌新機轉成功求證白花蛇舌草的主要活性物質。

癌症治癒方式成效有限，在iPSC中找出具有潛力的蛋白製成大腸直腸癌疫苗是本研究目的。 實驗先以C57BL/6小鼠之股骨及脛骨骨髓中造血幹細胞分化成為未活化的樹突細胞。放入安慰劑、CpG佐劑、CpG+MC38、CpG+iPSC等抗原物來進行免疫細胞活化測試，流式細胞儀分析結果驗證能否減緩小鼠大腸直腸癌的腫瘤生成。接著，利用質譜儀及大數據分析從iPSC中找出促使樹突細胞活化的抗原物蛋白成分，選出3個候選，透過西方墨點法確認其專一性。查詢候選蛋白TTW1、2、3在The Human Protein Atlas 網站對大腸直腸癌之表現數據。 結果 iPSC的抗原物促使樹突細胞的MHC1標記物活化，助於毒殺性 CD8+T細胞的產生進而透過免疫系統預防大腸直腸癌的產生。TTW1只有在iPSC細胞株表現出專一性，同時資料庫顯示TTW1在大腸直腸癌中具有高表現量。 目前未有文獻探討抗原疫苗的應用，團隊未來專注合成iPSC中TTW1蛋白，進一步開發成大腸直腸癌疫苗。

癌症治療多半會傷害到人體的健康，所以國民大多較偏好以較養生的方法來治療癌症，例如中藥。本實驗以山藥萃取物原薯蕷皂苷抑制腎癌細胞 A498 及 786-O ，期望能達抑制腎臟癌細胞增生之目的。 實驗方法包括以 MTT 試驗、細胞菌落試驗來觀測腎癌細胞受原薯蕷皂苷作用後的活性及存活量，再透過西方墨點法及流式細胞儀來了解腎臟癌細胞死亡途徑。實驗結果顯示將原薯蕷皂苷抑制人類腎癌細胞株786-O及A498的增生能力具有抑制的能力。再透過流式細胞儀的分析，顯示原屬蕷皂苷可誘發兩種腎臟癌細胞的凋亡作用，並且透過西方墨點法觀察出是抑制Bcl-2蛋白、增加Bax蛋白和caspase-9/PARP蛋白的表現，進而導致腎臟癌細胞株產生細胞凋亡。 本研究是在實驗室中進行，且只是利用細胞株來觀測此項研究結果。或許未來可以透動物實驗以及臨床實驗，確認原薯蕷皂苷抗癌之功效，並推廣至全球以造福全人類之健康。