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醫學與健康科學

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。

Investigating Novel Methods to Reduce Cholesterol Levels

An increase in blood cholesterol contributes to cardiovascular diseases, the number one cause of death worldwide. Statins are currently the most effective in reducing cholesterol levels and treating patients with high cholesterol. However, these pharmaceutical agents have been shown to cause several side effects, prompting the need for a more natural solution to increasing cholesterol levels. Hence, a study was conducted to investigate the ability of lactic acid bacteria in the removal of cholesterol, explore the mechanism for the removal of cholesterol by lactic acid bacteria, and examine the effectiveness of kidney beans and sunflower seeds in inhibiting HMG-CoA reductase in the cholesterol biosynthesis pathway. Results showed that Lactobacillus plantarum was the most effective in reducing cholesterol levels and that the mechanism for cholesterol removal included both the binding to cell wall and active uptake into cells. Sunflower seeds and kidney beans were also shown to be effective in inhibiting HMG-CoA reductase, with sunflower seeds having 100% inhibition of the enzyme, similar to pravastatin, a commercial cholesterol reducing drug, and kidney beans having comparable percentage inhibition of the enzyme compared to pravastatin.

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。

口腔清潔-牙周致病菌(Porphyromonas gingivalis)對癌細胞生長之探討

牙周致病菌(Porphyromonas gingivalis)普遍分布於大部分人的口腔中,而牙周致病菌的熱休克蛋白GroEL在先前研究指出與牙周病和發炎有關;再者,研究證實了牙周病和癌症的相關,但尚未證實GroEL是否會增強腫瘤的增生。本研究藉此探討GroEL與腫瘤增生的相關性。結果顯示,小鼠被施打GroEL後,腫瘤體積明顯增加,死亡率也上升,並且血液中血管內皮前驅細胞的含量也增加,免疫組織染色法的結果也呈現出施打較高量之GroEL會使腫瘤內有較多血管的分佈;雞胚蛋的實驗中,更證實了GroEL會增加血管的生成。總結上述結果,推論P. gingivalis的GroEL會增加癌細胞的生長速度,而其機制可能來自於增加血管內皮前驅細胞的含量,刺激了血管的新生,提供了癌細胞生長的養分。所以口腔清潔,除了消除異味外,更可以預防癌症的發生。

FAT10 Haplotypes as a Potential Biomarker for Cancer

Cancer is the second leading cause of death today[1], accounting for nearly 1 in 6 deaths worldwide. Despite this, diagnosis and treatment models for cancer are limited and as such, new methods to identify and treat susceptible patients are required urgently. HLAF- adjacent transcript 10 (FAT10) is an oncogene that is strongly implicated in the development of inflammation-associated cancers[2]. Previous research on this highly polymorphic gene has identified 2 haplotypes – the reference haplotype, which is found in both cancer patients and healthy individuals, as well as an additional haplotype that is occurs at higher frequency in cancer patients and is associated with higher odds of cancer. In this study, it was hypothesised that the cancer-associated FAT10 haplotype can better promote tumorigenicity and could thereby serve as a useful biomarker for cancer. Here, we functionally characterize the 2 FAT10 haplotypes to understand how they influence some of the hallmarks of cancer. The cancer-exclusive haplotype was observed to enhance hallmarks of cancer, namely uncontrolled cell growth, resisting cell death and anchorage-independent growth as compared to the reference haplotype. Moreover, we uncovered the differential gene expression patterns induced by each haplotype. Molecules involved in cell adhesion and proliferation, as well as transcription were upregulated by the cancer-associated haplotype and hence could have contributed to the increased tumourigenic potential of the cancer haplotype.

探討CHI3L1對M1巨噬細胞極化及其功能之影響

癌症多年來高居國人十大死因之首,過去研究顯示慢性發炎與癌症生成密切相關。在發炎反應中巨噬細胞的角色相當關鍵,但在腫瘤微環境下反而幫助腫瘤細胞生長。CHI3L1廣泛表現在腫瘤組織與發炎相關的疾病,在發炎中可能調控不同的免疫相關細胞。因此我們想探討CHI3L1在腫瘤微環境中的功能,研究CHI3L1是否影響巨噬細胞之極化及其他後續功能。結果證實有CHI3L1存在時,巨噬細胞無法正常表現M1巨噬細胞之特徵基因,且其濃度越高,特徵基因表現量就越低。而利用巨噬細胞抗原呈現試驗也發現CHI3L1會降低M1巨噬細胞的抗原呈現能力。綜合以上結果,得知CHI3L1會導致M1巨噬細胞功能缺失。未來將探討CHI3L1如何調控巨噬細胞內的分子機轉,並尋找小分子藥物阻斷CHI3L1的作用,期待對腫瘤合併治療有所幫助。

以中藥活血藥方透過GDNF媒介路徑作為抑制乳癌轉移之新穎策略

乳癌為最常見的婦女癌症,轉移後之乳癌具有極差的預後與較低存活率,直至目前尚未具有效抑制乳癌轉移的藥物,因此研發一個有效抗轉移的藥物是極為迫切的。許多研究指出促發炎因子如GDNF、STAT3、JAK和腫瘤的轉移有密切關聯,因此本研究使用一個含有多味具抗發炎效果的中藥複方CR-1,探討其是否能應用於抗乳癌轉移。在動物實驗結果我們看到CR-1能夠有效的抑制腫瘤的生長,為了進一步研究將此複方之成分,依循中藥水煎與酒煎的概念處理分為:水層 (CR-1-WF) 與酒精層 (CR-1-EF)。經由Cytokine array指出CR-1-WF處理過後的乳癌細胞,GDNF、CCL5、IL8等與轉移高度相關的促發炎因子表現量有明顯下降。在癒傷實驗和transwell migration assay我們發現CR-1-WF能夠顯著抑制乳癌細胞的移動。這些實驗結果皆顯示未來CR-1有可能成為一個抗乳癌轉移的藥物。

上皮細胞黏著分子(EpCAM)促進大腸癌細胞中對於艾瑞莎(Gefitinib)之抗藥性研究 EpCAM enhances Gefitinib-induced drug resistance in colon cancer cells

上皮生長因子受體 (EGFR) 已被確認在人類上皮惡性腫瘤扮演重要角色,因此臨床上開發出許多針對EGFR之大腸癌、肺癌等的小分子標靶藥物,但治療期間所產生的抗藥性仍是一大瓶頸。 過去上皮細胞黏著分子(EpCAM)只被認為是胞間連接分子,現今則在癌幹細胞 (cancer stem cells,CSCs)等領域被研究。然而從文獻與先前實驗室的試驗,可以看見EpCAM促進癌症抗藥性的可能。 本研究發現在大腸癌中,艾瑞莎 (Gefitinib) 會透過轉錄因子FOXO3a促進細胞凋亡,而EpEX會經由抑制FOXO3a所促進的凋亡路徑,導致癌細胞產生Gefitinib抗藥性,且此抗藥性,也與EpICD下游之誘導性多能幹細胞相關基因 ( iPS-related genes )的表現有關,但其分子機制尚不清楚。 本研究以大腸癌與Gefitinib做為癌症與EGFR小分子藥物的模型,找出EpCAM可能造成的抗藥路徑,未來可應用在各類癌症之聯合治療 (Combination therapy) ,以克服癌症治療所產生的EGFR小分子藥物抗藥性。

小花蔓澤蘭活性成分Dihydromilanolide誘導胃癌細胞凋亡與自噬性死亡

外來入侵種小花蔓澤蘭繁殖速度太快,使台灣本土生環境及多樣性受到破壞。我們研究發現,小花蔓澤蘭葉萃取物會誘導人類胃癌(AGS)細胞毒性;以HPLC分析及分離出小花蔓澤蘭葉萃取物的活性成分Dihydromilanolide (DHK),發現DHK會毒殺胞胃癌、卵巢癌、乳癌與血癌細胞,其中以胃癌(AGS)細胞毒殺性最強。此外,抗氧化劑N-acetylcysteine可減緩小花蔓澤蘭葉萃取物及DHK對胃癌細胞毒殺性,推測是透過活性氧化物(ROS)來毒殺胃癌細胞。我們亦發現,DHK可與抗癌藥物(Doxorubicin、Cisplatin或Paclitaxel)對胃癌細胞產生協同作用。DHK作用胃癌細胞會誘導Caspase-3增加、PARP蛋白裂解、促凋亡Bax增加及抑凋亡Bcl-2減少;產生酸性囊泡(AVOs)、促自噬LC3-II及Beclin-1蛋白增加,且加入自噬抑制劑 3-MA可保護DHK誘導胃癌細胞死亡。推論 DHK可誘發胃癌細胞凋亡(Apoptosis)及自噬性死亡(Autophagy)。總結,小花蔓澤蘭與活性成分Dihydromilanolide (DHK) 具抗胃癌功效且與抗癌藥物產生協同作用,可開發成抗癌的藥品或保健食品。

探討rVP1在肺癌細胞上Integrin路徑及Wnt/β-catenin路徑的作用機制

經基因重組技術純化的口蹄疫病毒鞘蛋白rVP1被證實在癌細胞內會經由Integrin路徑對癌細胞的轉移及凋亡產生影響。本研究所探討的是rVP1對肺癌幹細胞H1299及肺癌細胞A549中Integrin路徑與Wnt/β-catenin路徑的作用機制,目的除了要了解兩路徑在肺癌細胞中的影響,也希望能找出兩路徑的交互作用機制。 本研究發現肺癌幹細胞H1299中β-catenin會因加入rVP1而表現量下降,與肺癌細胞不同;肺癌細胞A549中Wnt/β-catenin路徑上游的膜上受體Frizzled-8因rVP1作用而表現量下降;而不論在肺癌幹細胞H1299及肺癌細胞A549中Grb2都不會因rVP1作用而表現量有所改變;Wnt/β-catenin路徑下游產物MIG-7則會因加入Wnt3aligand而表現量下降。 由實驗結果推測癌症幹細胞本身與癌細胞特性不同,可能使得Wnt/β-catenin路徑產生的效果不同;Grb2的變化量則需要更多實驗求證。Integrin路徑會影響到Wnt/β-catenin路徑的上游生成,兩者確實有相互影響。