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醫學與健康科學

以類器官為轉譯研究模式探究乳癌標靶藥引發腸道副作用之機制與對應策略

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。

探討橙皮苷(Hesperidin)及綠原酸(Chlorogenic acid)混合處理對結腸癌細胞(HCT116)存活率的影響

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。

尿液中不同物質對磷酸鈣、草酸鈣與尿酸結晶速率的影響

本研究主要研究人類尿液中,腎結石中的奈米細菌(nanobacteria)是礦物結晶或細菌成長作用,使用自製分光光度計,以OD值的差異劃分,結果顯示奈米細菌呈現礦物結晶特徵,成分分析亦證為磷酸鈣。之後研發腎結石抑制劑時,使用自製人工尿液,以磷酸鈣Ca3(PO4)2、草酸鈣CaC₂O₄和尿酸(C5H4N4O3)為主體,分別測試維他命C、(•OH)、模擬管壁發炎、模擬尿液pH值變化,並觀察其結晶型態變化,結果發現模擬管壁發炎OD值最高1.4,尿液pH值5時OD值 1.3次之。推斷腎結石主因與管壁發炎最密切,其次是pH值變化,偏酸與過鹼皆易產生結晶。最後以自製的結石抑制劑比較傳統C6H5K3O7(檸檬酸鉀) 抑制劑,本研究抑制劑OD值呈現較佳抑制效果。

探討TLR7作用劑對樹突細胞發育及功能的影響

樹突細胞在免疫系統中扮演關鍵的角色,不論是活化其他免疫細胞,或是產生細胞素調節免疫系統,都與不同種類的樹突細胞具高度相關。雖然目前已經了解成熟樹突細胞在免疫系統的重要性,但是樹突細胞由前驅幹細胞發育及分化的過程目前仍不清楚,且過程中若遭受刺激,其所造成的影響也有待研究。 本研究採用一種TLR-7作用劑R848刺激尚未分化的前驅幹細胞,觀察其發育過程及分化後之成熟細胞的影響。結果顯示在低濃度R848刺激下,漿狀樹突細胞的分化比例增加且功能增強,傳統型樹突細胞的免疫活性也上升。相反的,高濃度的R848則能顯著降低漿狀樹突細胞的比例及干擾素基因表現,傳統型樹突細胞的活性也顯著下降。綜合以上,我們發現不同濃度的R848有助於引導不同趨勢的免疫反應。另外,目前實驗結果支持了其作用機制可能為控制轉錄因子的活性,後續將更深入研究此機制。

Silver Moringa Cloth: Silver Nanoparticle Fabric Based on Moringa Extract (Moringa oleifera) as Antibacterial Against Methicilin Resistant Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus is addressed as one of the most common pathogens in hospital settings and in the community. This pathogen causes invasive infections, sepsis, and death. The emergence of antibiotic-resistant bacteria is due to bacterial mutations and the use of antibiotic drugs that are not by procedures. Resistance makes MRSA infections difficult to treat, resulting in high healthcare costs. These problems lead to an urgent need to find alternative drugs to control MRSA infection. Therefore, developing new drugs and procedures such as antibacterial nanoparticles, are particularly promising. Indonesia has many medicinal plants with antibiotic activity, including Moringa oleifera. Moringa oleifera contains several active compounds such as alkaloids, flavonoids, and saponins which are known to have antibiotic activity. Silver nanoparticles or AgNPs are currently used as antimicrobial agents because they are toxic to prokaryotic cells (bacteria) but relatively safe for eukaryotic cells. AgNP synthesis mediated by M. oleifera extract has the advantages of being non-toxic, pollution-free, and environmentally friendly. Sisal is a potential source of naturally derived fabric and a prospective source of multifunctional textiles. Recent studies have utilized and functionalized sisal to develop composite materials. However, functionalizing of sisal using nanosilver-based materials has not been studied yet. Bioactive chemicals from plant-extracted nanoparticles also provide additional antimicrobial properties. This study aims to produce AgNPs mediated by M. oleifera leaf extract and to analyze its antimicrobial effect on MRSA growth. The powdered Moringa (4g) was boiled with 100 ml of distilled water (550 C) for 15 minutes. The mixture was filtered through Whatman No 1 filter paper and store refrigerated. The nanoparticle was synthesized by rinsing sisal fabric cloth to several concentrations of AgNO3 (1mM, 10mM, and 20mM) with Moringa extract. Nanoparticle synthesis from AgNO3 done with the help of Moringa oleifera extract. The resulting AgNPs have MIC values (Minimum Inhibitory Concentration) and MBC (Minimum Bacteriocidal Concentration) of 1.25 mg/ml. The resulting silver nanoparticles showed antibiotic activity against MRSA with an average inhibition zone diameter of 15.677 mm. XRD and SEM studies are going to be held to support the data.

Overcoming Motion Disorders

Helping in overcoming the motion disorders is an important thing which deserve striving for. Every year number of people who have MS or paresis (paraparesis) is increasing. The device has effective results for the patients and it backs to finding the conditions of natural treatments in the device. Obviously, this device helps them to keep standing and achieve the required exercises the movement like normal people by using their hands. The degree of improvement differs from person to another as depends on the hardness of the disease and injury kind.

SeC輔助抗癌藥物對肝癌療效與其機制探討

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。

以粒線體轉移治療動脈血管內皮細胞功能失調及動脈粥狀硬化疾病

動脈粥狀硬化疾病的風險因子及血管擾流會造成血管內皮細胞內的粒線體失去功能,導致內皮細胞功能失調,進而引起動脈粥狀硬化疾病的後續病程,如斑塊形成。本研究主要探討粒線體轉移療法,是否能改善受到擾流影響的血管內皮細胞功能失調。首先,我們分別觀察並比較擾流與順流下的人類動脈血管內皮細胞,兩者細胞形態與內皮相關功能基因表現量的差異。其次,我們從順流處理的細胞中分離取得健康的粒線體,轉移入擾流處理的細胞中。接著以生物能量代謝分析儀,檢測轉移粒線體後內皮細胞呼吸鏈與代謝的功能是否隨粒線體的轉移而有所改善。實驗結果確認,粒線體轉移處理可改善擾流組細胞的呼吸鏈功能,細胞的有氧呼吸與產能代謝皆有改善。本先驅性研究希望有助於開創以粒線體轉移技術作為心血管疾病治療的創新療法。

Fluorescent Nanodiamond Application in Dengue Fever Precision Detection (螢光奈米鑽石於登革熱精準檢測平台之應用與研究)

登革熱是一種由蚊子傳播的全球性疾病,已在全球各國造成了嚴重破壞。當前沒有針對登革熱的疫苗或療法,使得早期診斷階對該疾病的預防極為重要。本實驗提出了一種新的診斷模型:自旋增強型側向免疫測定。自旋增強側流免疫分析平台與診斷標記物螢光奈米鑽石結合使用,利用電磁場調控螢光奈米鑽石發出的信號,以提供準確和靈敏的結果,取代傳統的奈米金側向免疫測定平台。我們發現基於螢光奈米鑽石的自旋增強型側面免疫分析法在登革熱病毒診斷中的應用不僅可以準確地檢測出登革熱病毒抗原NS1,而且還提供了比基於奈米金的橫向流免疫分析法高約100倍的信號靈敏度。自旋增強型側向免疫測定法是針對登革熱病毒的一種改進的診斷工具, 未來可以應用於其他病毒篩檢,例如寨卡病毒和新型冠狀病毒。

利用鐵鉑奈米粒子做為新穎藥物來治療對於標靶藥物產生抗藥性之肺癌細胞及其死亡機制

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