醫學與健康科學

本研究由骨硬化症(osteosclerosis)個案報告開始，進行基因變異的探查，先針對骨生成主要調控機制WNT pathway上的SOST、LRP5、LRP6基因，進行基因定序與分析。在此3個基因沒有發現異常位點後，轉而以全外顯子組定序(whole exome sequencing)，進行次世代基因定序(next generation sequencing)。結果顯示病患帶有CTNNB1 c.1982G>A (p.Arg661Gln)之異合子(heterozygous)誤義變異(missense mutation)，並證實是CTNNB1基因的原發突變(de novo mutation)，該突變影響後續蛋白質表現，影響了ICAT對WNT/beta-catenin訊息傳遞鏈的抑制，繼而穩定beta-catenin，造成骨質異常增生、並導致全身骨硬化。此案例為全世界第二例、亞洲首例的CTNNB1基因功能增強突變(gain-of-function mutation)的病例報告。

陽光晒到皮膚，人體會感覺到刺痛以避免過強紫外線的曝露。但皮膚為何會有刺痛的感覺呢?過去對光的生體受器著重於眼睛錐及桿狀細胞(Opsin 1/2)，但它們在背根神經元 (DRG，周邊神經末端主體細胞)的表現並不多。TRP channels表現在皮膚及神經。TRPV1是一種痛覺受器，活化時會有鈣離子通透，Dr. Julius因它得到2021諾貝爾獎。TRPV1/A1可受溫度、酸度等活化，但DRG細胞表現的TRPV1/A1，是否會因紫外線(UVB)照射而影響，並導致鈣通透，目前並不清楚。我以不同強度UVB照射人類角質細胞或大鼠DRG，以螢光顯微鏡及流氏細胞儀測量TRPV1/A1蛋白質表現，以實時影像來作動態鈣離子分析。結果顯示UVB在10 mJ/cm2可增加DRG的TPRA1/V1表現，但UVB在5mJ/cm2照射DRG細胞後，只增加TRPA1而不是TPRV1的表現。在皮膚的角質細胞，不管是使用螢光顯微鏡或是流氏細胞儀，UVB在20mj/cm2以上的能量強度會造成角質細胞的毒性，以10mJ/cm2 UVB照射角質細胞，則會增加角質細胞的TPRA1及TRPV1表現，其中又以TRPA1的增加較明顯。惟UVB照射對細胞鈣離子通透的實時影響不大。我的結論是，UVB照射增加角質細胞及DRG的TRPA1/V1表現(特別是TRPA1)，這些改變可能與光照引起之麻痛有關。

抗藥性是癌症治療時的一大阻礙。如何解決癌症的抗藥問題是十分重要的議題。過去的研究指出在肺腺癌細胞株中USP24表現量在有絲分裂期間會明顯下降，但此現象之功能仍有待釐清。在本研究中，我們發現該現象會使TRAF6表現量下降，從而使Beclin-1表現量上升，進而誘發細胞自噬。另外，我們更發現了有絲分裂期的細胞自噬有助於減少DNA碎片，達到穩定基因體的功用。此外，在與抗藥細胞株比較時發現，上述誘發細胞自噬之現象在抗藥細胞株中明顯下降。因此，我們推斷在抗藥細胞株中有絲分裂期的USP24下降變少，細胞自噬被抑制，造成基因體不穩定，最後造成抗藥性的產生。綜上所述，我們的研究不只闡明了USP24的下降在有絲分裂期間是如何誘發細胞自噬，更說明了有絲分裂時的細胞自噬有助於基因體的穩定，從而在肺癌的治療中阻止癌症抗藥性的產生。

上皮細胞黏附因子 (EpCAM) 參與了細胞的黏附、信息傳遞、增殖及分化等功能，並在惡性腫瘤組織中大量表達。另外抗EpCAM中和性抗體可以阻斷EpCAM訊息傳遞，進而引起癌細胞PD-L1的表現量降低並促進T細胞的毒殺活性。為了觀察EpCAM是否會對癌細胞的增生、轉移以及侵入能力造成影響，我們將細胞分為野生型 (wild type) 和EpCAM基因剔除細胞株 (EpCAM knockout) 進行實驗。首先，我們以Western-blotting和qRT-PCR確認EpCAM基因剔除組的EpCAM基因有確實被剔除，再進一步利用細胞存活率及細胞群落實驗證實EpCAM會促進癌細胞的增生能力，並分別藉由EGFR的抑制劑Afatinib與HGFR的抑制劑Crizotinib對於癌細胞存活率的實驗證實EpCAM 對於EGFR與HGFR的訊息傳遞扮演重要角色。接著分析EpCAM對癌細胞轉移及侵入能力的影響，γ-secretase和ADAM17皆為裁剪EpCAM進行訊息傳遞的重要酵素，實驗中的癌細胞分別以γ-secretase和ADAM17的抑制劑DAPT和TAPI-1處理，證實EpCAM的訊息傳遞與癌細胞轉移與侵入能力有關。接著我們以EpCAM中和性抗體處理癌細胞後，證實EpCAM中和性抗體確實會促使癌細胞凋亡。最後我們利用Western blotting分析EpCAM對於不同激酶磷酸化的蛋白質表現量之影響，找出EpCAM下游訊息傳遞的完整路徑，期望能找到治療癌症的關鍵。

肺癌是世界上死亡率第一的癌症。根據近期研究發現，環形RNA (circular RNA；circRNA)比一般的線狀 mRNA穩定，並且會調控癌細胞。但circRNA於肺癌中的調控機制仍不清楚，因此我們決定挑選一個circRNA作為研究對象。首先，我們從 GEO 公開資料庫中篩選肺癌病人中差異表現的 circRNA，經 qPCR在肺癌細胞株驗證後，最終找到circACTN4 進行後續的研究。實驗結果顯示 circACTN4 在肺癌細胞株中確實為環狀結構，內生性表現量上升，且大都分布在細胞質。使用siRNA降低 circACTN4 表現量後，會增加細胞停留在細胞週期之G1期的數量，且 CDK4 和 CCND1 蛋白量也會降低。因此我們推測 circACTN4 可以促進肺癌細胞增殖的效果。更進一步的研究揭示，circACTN4能與LRPPRC蛋白結合，這種相互作用可能是circACTN4在肺癌中發揮調控作用的關鍵機制。總上所述，circACTN4 會促進肺癌細胞的生長，盼未來能作為預後的指標，並發展為治療肺癌的新標的。

本研究利用 Verapamil 誘導斑馬魚胚胎心衰竭模式，並探討 Dapagliflozin 對斑馬魚胚胎表皮離子細胞的調控機制，以加深對 SGLT2 inhibitors 機制的了解。受精後第四天的斑馬魚在暴露於Verapamil 24小時後，除了抑制卵黃囊吸收以及造成心包膜水腫以外，對心臟整體功能(HR, EDV,ESV, SV, EF, CO)具負面影響。以粒線體染劑標記離子細胞，發現Verapamil使其密度上升，使用掃描式電子顯微鏡觀察，則可看到離子細胞頂端開口有明顯的萎縮，影響到正常功能。以抗體標記染色的方式檢測不同離子細胞亞型，顯示 Dapagliflozin 使富含 Na⁺-K⁺ ATPase 的 HR 細胞和富含 H⁺-ATPase 的 NaR 細胞密度上升。同時，心臟功能診斷標誌物的 mRNA 水平(naap, nppb,gata4, vmhc)暴露於Verapamil後上升，促進離子細胞代償性上調。

本研究利用 Verapamil 誘導斑馬魚胚胎心衰竭模式，並探討 Dapagliflozin 對斑馬魚胚胎表皮離子細胞的調控機制，以加深對 SGLT2 inhibitors 機制的了解。受精後第四天的斑馬魚在暴露於Verapamil 24小時後，除了抑制卵黃囊吸收以及造成心包膜水腫以外，對心臟整體功能(HR, EDV,ESV, SV, EF, CO)具負面影響。以粒線體染劑標記離子細胞，發現Verapamil使其密度上升，使用掃描式電子顯微鏡觀察，則可看到離子細胞頂端開口有明顯的萎縮，影響到正常功能。以抗體標記染色的方式檢測不同離子細胞亞型，顯示 Dapagliflozin 使富含 Na⁺-K⁺ ATPase 的 HR 細胞和富含 H⁺-ATPase 的 NaR 細胞密度上升。同時，心臟功能診斷標誌物的 mRNA 水平(naap, nppb,gata4, vmhc)暴露於Verapamil後上升，促進離子細胞代償性上調。

上皮細胞黏附分子（EpCAM）與上皮細胞間黏附、信息傳導、增殖與分化等功能有密切關係，已被證實會在多種上皮癌細胞中大量表達，被視為一種可行的臨床標記。透過 細胞存活率、細胞群落、轉移與侵入試驗，觀察到EpCAM能增強未分化性甲狀腺癌（ATC）的細胞增殖、生長、轉移與侵入能力。 此外實驗發現dabrafenib小分子抗癌藥物處理的ATC，其細胞增殖、生長、轉移與侵入能力均有下降的趨勢，而細胞凋亡程度則有顯著的上升。此次研究藉由西方墨點法發現，磷酸化ERK蛋白的表現量隨dabrafenib濃度的上升而逐步下降，顯示dabrafenib能夠抑制ATC細胞訊息傳遞路徑中ERK蛋白的磷酸化，進而影響ATC的生長。若能深入了解EpCAM和dabrafenib在癌細胞中的作用機轉，EpCAM相關藥物與dabrafenib未來在臨床應用上，或許能為ATC患者提供另一種新的治療方式。

Chronic kidney disease (CKD) represents a significant public health challenge, often referred to as a “silent disease” due to its asymptomatic progression during early stages (1–2). Consequently, most diagnoses occur during advanced stages (3 and beyond), where treatment options are more complex and outcomes are less favorable. Globally, CKD affects over 850 million individuals, with 434.3 million cases in Asia alone. Despite its prevalence, early-stage awareness remains alarmingly low, with only 5% of affected individuals aware of their condition. Existing screening methods are predominantly hospital-based, expensive, and time-intensive, limiting their accessibility, particularly in resource-constrained settings. This underscores an urgent need for more accessible and efficient diagnostic tools to enable early intervention. In response to this critical problem, we developed KidneyLifePlus+, an AI-powered platform that leverages advanced machine learning models, including U-net, ResNet-50, and YOLO v8, to analyze retinal images for early CKD detection. These models are integrated to ensure high screening accuracy by identifying subtle biomarkers indicative of CKD progression. Complementing the software, we designed proprietary hardware capable of capturing high-resolution retinal images, delivering performance comparable to hospital-grade equipment. By ensuring affordability and ease of use, the system extends screening capabilities beyond clinical environments, making it suitable for deployment in community healthcare settings. KidneyLifePlus+ addresses key limitations of traditional methods by offering a rapid, cost-effective, and highly accurate diagnostic solution. The platform’s potential to enhance early detection rates could significantly improve clinical outcomes and quality of life for CKD patients. Furthermore, this innovation contributes to global efforts to reduce the burden of CKD by promoting equitable access to diagnostic services, particularly in underserved regions.

遺傳性表皮分解性水泡症（EB）是種罕見疾病，因突變使角蛋白異常，造成表皮組織脆弱易形成水泡，單純型水泡症（EBS）是最常見的類型。此計畫旨在：（一）建立果蠅EBS疾病模型；（二）探討溫度對病徵的影響；（三）以此果蠅EBS疾病模型發展藥物篩選平台。初步使用Diacerein測試，評估對EBS症狀的改善效果。 目前顯示突變角蛋白K5/K14R125C會形成積聚體，與正常K5/K14形成的角蛋白網絡不同；全程25℃培養，約32%果蠅翅膀有水泡，亦符合EBS病徵。篩藥平台建置已完成色素和溶劑DMSO劑量測試，初步顯示Diacerein有助病徵緩解。目前將擴大統計不同溫度對 EBS果蠅死亡率、水泡發生率和角蛋白積聚形成比例。希望以本研究建立的果蠅EBS疾病模型與篩藥平台，能為罕見遺傳疾病療程開發奠定基礎。