全國中小學科展

醫學與健康科學

綠茶多酚EGCG對小腦萎縮抗氧化保護之探究

小腦萎縮症第三型SCA3為體染色體顯性遺傳疾病。已知為CAG三核甘酸重複序列數目過多的動態突變,造成polyQ在腦部神經細胞核內形成包含體,這種蛋白在細胞內長期堆積會導致細胞退化並死亡。此外,在SCA3熱休克蛋白的表現量較低,使蛋白不正常聚集造成細胞大量釋放氧化性刺激,促使細胞走向凋亡。根據先前研究發現低劑量綠茶多酚EGCG (epigallocatechin-3-gallate) 具有抗氧化且選擇性保護神經細胞的功能,避免氧化壓力導致細胞凋亡。此研究以SCA3患者與正常人的淋巴母細胞株來研究,給予EGCG保護來觀察EGCG在患者與正常人的細胞內對H2O2氧化壓力的耐受性差異,進一步探討EGCG對SCA3熱休克蛋白的表現量,同時觀察EGCG是否影響抗凋亡蛋白的表現。

味噌萃取物Soyasaponin I 抑制肺癌細胞轉移並且減少細胞激素分泌及抑制惡體質進展

研究指出Soyasaponin I 是味噌中的一種成分,其效果可以抗發炎,因此,本實驗想使用Soyasaponin I 探討其是否能應用於肺癌治療,及其對肺癌的轉移及癌症引起惡體質影響。 方式:使用肺癌細胞A549和H1299及正常的肺細胞HEL299進行WST-8試驗,測試Soyasaponin I 對三種細胞的存活率影響,用螢光試驗及免疫染色確認死亡方式,用Western blot及免疫螢光染色測試Soyasaponin I 對p-NF-κB入核的效果,進行boyden chamber模型測試Soyasaponin I 對於A549和H1299的侵犯速度的作用,並使用ELISA測出癌症引起惡體質的細胞分泌的IL-6細胞激素濃度。為了研究Soyasaponin I對於cachexia (惡體質)的影響,我們以人類脂肪組織利用原始培養出脂肪細胞,加入Soyasaponin I於脂肪細胞,以免疫染色研究。 成果:在細胞存活實驗發現高濃度Soyasaponin I 的濃度以細胞自噬引發癌細胞死亡,且不傷害正常肺部細胞,另外低濃度的Soyasaponin I 則使兩種肺癌細胞的突觸皆縮短及細胞變圓形;用Western blotting 證明Soyasaponin I 治療後mesenchymal的標記 (N-cadherin)明顯減少,而epithelial 的標記 (E-cadherin)明顯增加,接著在boyden chamber模型發現Soyasaponin I 會引發肺癌細胞發生間質-上皮細胞轉型,轉換成爬行較慢的上皮細胞型細胞; Soyasaponin I 減少肺癌細胞IL-6的分泌,抑制發炎。用免疫組織染色證明Soyasaponin I 治療後,原始培養脂肪細胞的惡體質標記 (UCP-1)明顯減少,減少棕色脂肪細胞形成,減少能量消耗及惡體質發生。

CHST11基因表現量對於肺癌細胞產生上皮間質轉化(EMT)之影響 The Expression of CHST11 Controls Epithelial-to-Mesenchymal Transition in lung cancer cells

肺癌的轉移是治療失敗的主因之一,因此了解癌細胞轉移的機制對於治療肺癌極為重要。上皮間質轉化(EMT)是癌細胞轉移的起始,且代謝體異常更是影響肺癌細胞EMT的關鍵,然而相關機制仍不明確。本研究對肺腺癌細胞EMT前後的基因體學資料(GSE49644),以及臨床上246位肺腺癌病人的EMT狀態(GSE31210),分析其關聯性以及預後指標意義。根據分析結果,並進一步查閱相關文獻後發現CHST11在癌症中角色極不明確,因此,我們針對CHST11基因進行進一步的研究,探討CHST11表現量與肺癌細胞發生EMT的關係以及其可能機制。 根據實驗結果,本研究發現:一、葡萄胺聚糖生合成路徑與非小細胞肺癌的 EMT高度相關; 二、CHST11- SNAI2路徑可調控肺癌細胞EMT過程; 三、 CHST11可做為肺癌病人的不良預後指標。這些結果或許能幫助我們更了解在肺癌細胞的代謝體異常對於肺癌細胞EMT過程中的作用。

葉酸缺乏及葉酸補充調控乳癌細胞轉化成癌幹細胞並促進體外腫瘤形成

研究指出葉酸營養狀態與乳癌的風險有相互關聯且癌幹細胞是扮演癌症轉移的主要角色。葉酸缺乏和葉酸補充皆能促進癌細胞的轉移。本研究探討葉酸營養不良和葉酸補充是否會促進乳腺癌細胞轉變成癌幹細胞,將乳癌細胞株養於正常葉酸、低葉酸和高葉酸中,藉以模仿癌症病人的葉酸營養狀態。細胞在每個葉酸濃度中培養2、 4 、 8 天後再培養於腫瘤球體培養液中並測量四種幹細胞標記-mTOR,SHH,Sox2和Nanog。結果顯示:低葉酸會導致癌細胞的生長停滯,藉由標記的表達增加顯示長期低葉酸會促進細胞轉變成癌幹細胞。於腫瘤球體培養液時,低葉酸組亦較對照組於體外產生較大及較多的腫瘤球。高葉酸組會加速癌細胞的增殖和向癌幹細胞的轉變且細胞增生較快並表達較多的標記,其腫瘤球體亦是最大和豐富的。總之,低葉酸和高葉酸都增強了乳腺癌細胞的腫瘤生成和轉變成癌幹細胞。

探討CID384634合併臨床賀爾蒙治療用藥tamoxifen對三陰性乳癌的作用機轉

乳癌是台灣女性死因第四名,其中的三陰性乳癌因具備高轉移力,又缺乏特定受體而不適用於標靶藥物治療或賀爾蒙治療法,所以其治療方法有其困難度。CID384634為2-phenynaphthyridone(2-PN)的衍生物,此藥物可藉由干擾微管蛋白聚合抑制致瘤性高的細胞株生長,於是我們想探討CID384634對於高度轉移性的三陰性乳癌是否也有同樣的治療效果。本研究以MTT assay和西方墨點法探討其治療效果與作用途徑,並發現CID384634可藉由回復雌激素受體表現,並且在合併臨床賀爾蒙治療用藥tamoxifen有明顯抑制三陰性乳癌細胞存活率。實驗也證實CID384634具有抑制上皮細胞及間質細胞轉換的作用。我們希望在不久的將來CID384634可以用來治療三陰性乳癌。

不飽和脂肪酸omega-3對膽管癌的影響

膽管癌是原發性惡性肝腫瘤,其存活率不高且症狀不明顯,診斷出癌症通常已無藥可醫,因此研發抑制的方法極為迫切。許多研究指出不飽和脂肪酸omega-3和抑制發炎反應有密切關聯,發炎反應會使細胞增生,進而有機會導致癌症。本研究使用omega-3,探討其是否能應用於抑制膽管癌。 我們使用兩種對象,一為人類膽管癌細胞株HuCCT1,二為轉基因斑馬魚。我們觀察人類膽管癌細胞,探討omega-3是否抑制其生長情形,並進行即時聚合酶鏈鎖反應測試發炎、細胞週期與細胞轉移基因。在斑馬魚上則研究omega-3能否降低斑馬魚發炎基因的表現量。結果顯示發炎、細胞週期、細胞轉移基因在添加魚油後的膽管癌細胞株中表現量降低。動物實驗中,患有能夠導致膽管癌且有較高比例omega-3的三轉基因魚,其中發炎基因表現量和只具有能夠導致膽管癌的斑馬魚相較有降低。

草藥對癌症轉移之影響

癌症轉移是大部分癌症治療失敗的主因。癌症轉移涉及癌細胞不正常活化周圍蛋白水解酶並將胞外基底膜基質(ECM)降解,讓細胞得以轉移至其他器官。本研究聚焦於研發可以阻止癌細胞侵襲其他組織或轉移的藥物,並期望能以藥物控制蛋白水解酶的活性,進而達到降低癌症轉移的機會。我們發現兩種草藥萃取物(MSL-G和MSL-H)可有效地抑制肝、肺和攝護腺癌細胞的移動侵襲力。實驗結果顯示,此二草藥萃取物可有效抑制基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase 2 and 9 (MMP2/9))的活性,並促進金屬蛋白酶抑制蛋白(TIMP1)的表現。因此這兩種草藥萃取物可能促使TIMP1的表現進而抑制MMP2/9的活性,或同時具抑制MMP2/9的蛋白酶活化機制,並指出此兩種萃取物具有開發為抗癌藥物之潛力,計畫將利用動物實驗進一步驗證此藥物對癌症轉移的效用。

Chitosan Defies Death

Gangrene is the death of tissue of certain parts of the body. In Indonesia, people who suffer from Diabetes will also often suffer from Gangrene, which usually affects a patient’s feet. The medication for it is not affordable for everybody. I have chosen the Horseshoe Crab, simply because it’s known widely in Indonesian and can be found easily. Also, due to the fact that, among all crustaceans, the Horseshoe Crab contains the highest levels of Chitin. By using the Chitin found in the shell of the Horseshoe Crab, I shall endeavor to heal the Gangrene of Diabetic Patients.

Antiviral Therapy for Hepatitis C Virus (HCV): Black Mustard Seeds

Hepatitis C Virus (HCV) is an RNA virus, which is considered the main cause of progressive chronic liver disease, cirrhosis, and hepatocellular carcinoma (HCC) worldwide. The number of the patients who are infected with this sleeping virus is increasing rapidly every year, as the unsuitability of the current therapy – interferon α and ribavirin – for most of the genotypes is the main cause of these high rates. Hence, the recent researches are focusing on finding out a new immunotherapy to affect this virus. In this research work, Black Mustard (Brassica nigra) has been used as powdered spice samples to prepare aqueous extracts; One of the included phytochemicals in the black mustard; glucosinolates and their hydrolysis products, was proposed to be used for the HCV patients to prevent the virus progression. Also, the Isothiocyanates are shown with chemotherapeutic and anti-tumor properties. Moreover, some of the structure-related isothiocyanates have the ability to induce the enzyme paraoxonase-1 (PON-1) that is considered hepato-protective agent against liver impairment, inflammation, fibrosis and liver disease mediated by monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), and is thought to affect the entry of the virus into the hepatocytes. The effect of the black mustard and the produced myrosinase enzyme on the HCV RNA replication is still unknown. In conclusion, the black mustard is thought to affect the progression and the fluidity of the HCV envelope resulting in impairment of viral binding and fusion.

以線蟲動物模式評估漸凍人症之運動障礙

本研究探討TDP-43突變之漸凍人症(ALS)線蟲模式中的BLMP-1與其運動障礙之間的關係。在ALS患者的運動神經元內,Fas 訊息途徑活化之ASK1激酶被證實會導致軸突運輸障礙。在長壽漿細胞中,有研究發現BLIMP1可調控ASK1之表現。因此,本研究推測在TDP-43突變線蟲運動神經元中,BLMP-1(人類BLIMP1之同源蛋白質)會降低NSY-1(人類ASK1之同源蛋白質)表現,間接證明提升BLMP-1量有助改善癱瘓症狀。 本研究藉降低NSY-1表現的方式,分析線蟲之癱瘓程度與運動動能驗證Fas訊息途徑在線蟲中亦對運動功能障礙有顯著促進,確認其作為本研究模式生物之合理性。此外,將其側腹神經索中的BLMP-1表現量下降,發現其運動功能急遽惡化。最後將兩基因之表現量下降,則運動功能改善。 本研究首度證實線蟲之BLMP-1能有效的阻礙NSY-1所造成之運動障礙,且降低BLMP-1表達量會加劇其癱瘓症狀。此研究之發現對SOD1突變引起的ALS治療提供一個新研究方向及治癒的可能性。