最近論文發表摘要

  張南山老師   孫孝芳老師   吳梨華老師   張玲老師   蔣輯武老師   王憲威老師   鄧景浩老師   朱俊憲老師  
 
  張南山老師
 

1)Chang JY, Chiang MF, Lin SR, Lee MH, He H, Chou PY, Chen SJ, Chen YA, Yang LY, Lai FJ, Hsieh TH, Sheu HM, Sze CI, Chang NS (2012) TIAF1 self-aggregation in peritumor capsule formation, spontaneous activation of SMAD-responsive promoter in p53-deficient environment, and cell death. Cell Death &Disease, 3, e302;

2) Chiang MF, Chou PY, Wang WJ, Sze CI and Chang NS (2013) Tumor suppressor WWOX and p53 alterations and drug resistance in glioblastomas. Front. Oncol.3:43.

3) Sze C, Su W, Chiang M, Chen Y and Chang NS (2013). Assessing current therapeutic approaches to decode potential resistance mechanisms in glioblastomas. Front. Oncol. 3:59.

 

 

Hong Q, Hsu LJ, Chou PY, Chou YT, Lu CY, Chen YA, Nan-Shan Chang NS (2013) Self-aggregating TIAF1 in lung cancer progression. Translational Respiratory Medicine1:5.
TIAF1蛋白常常表現在增生中的多型性神經膠母細胞瘤細胞,可能是因腦內微環境因子刺激所導致。細胞內的TIAF1會自我聚集,可能誘發caspase活化,並導致膜上澱粉樣前驅蛋白(APP)磷酸化及降解,形成β-澱粉樣蛋白(Aβ)和澱粉樣纖維。分泌型的Aβ42對神經具有毒性,且Aβ42會自我聚集並和分泌型的TIAF1結合,而這個複合物極可能不利於神經細胞。而Aβ的確也會位在細胞內。癌細胞會抵抗TIAF1及Aβ聚集物的毒性,而在腫瘤細胞內聚集的TIAF1及澱粉樣纖維似乎可避免澱粉樣前驅蛋白滲透,以及使抗癌藥物失效。
 

 

Lin HP, Chang JY, Lin SR, Lee MH, Huang SS, Hsu LJ, Chang NS. Identification of an In Vivo MEK/WOX1 Complex as a Master Switch for Apoptosis in T Cell Leukemia. Genes Cancer. 2011 May;2(5):550-62.
癌症細胞被認為是頑固分子,他們永遠不會死。我們假設有一個開關可以“打開/關閉”癌細胞的死亡。我們發現當腫瘤抑制基因WWOX或WOX1與激酶MEK1結合時,白血病T細胞不會進行細胞凋亡。然而,當WOX1/MEK1複合體分離時,白血病細胞會死亡。這種現象也可以在其他類型的癌細胞上觀察。我們是第一個在2000年時分離出WWOX基因的團隊。在機制上,當WOX1分離後,WOX1會轉移到線粒體與細胞核啟動細胞凋亡。我們使用PMA(phorbol myristate acetate)誘導 WOX1/MEK1的分離,隨後誘導細胞凋亡。我們正在尋找其他可用在臨床上較安全的觸發物,做為臨床上的治療。顯然地,WOX1/MEK1複合物是癌細胞死亡的“開關”。

  Lee MH, Lin SR, Chang JY, Schultz L, Heath J, Hsu LJ, Kuo YM, Hong Q, Chiang MF, Gong CX, Sze CI, Chang N-S (2010) TGF-b induces TIAF1 self-aggregation via type II receptor-independent signaling that leads to generation of amyloid plaques in Alzheimer’s disease. Cell Death & Disease, 1, e110. (Editor’s choice of Article of the Month)
在過去30年,乙型澱粉樣蛋白與tau蛋白的凝集一直是阿茲海默症研究的主流焦點。就在最近,我們發現乙型腫瘤生長因子在體外環境下會造成TIAF1蛋白的凝集,進而導致乙型澱粉樣蛋白與蛋白纖維的生成。體外研究的發現與人體研究發現相關,在正常人(45-70)的海馬迴中,我們發現到TIAF1的凝集,這些凝集蛋白可能會造成在阿茲海默症患者(70-95)腦中所發現的乙型澱粉樣蛋白、纖維及斑塊。所以我們認為,TIAF1的凝集作用在澱粉樣斑塊形成前發生,而這很可能是造成阿茲海默症的原因(本篇獲編輯評選為當月最佳論文)。
 

Breakthrough Discovery: Cell surface Hyal-2 is a cognate receptor for TGF-b1
突破性
新發現Hyal-2TGF-
b1在細胞表面的同源受器

第二型
TGF-β 受器 (TβRII) TGF-β 訊息傳遞過程中扮演著重要的角色,TGF-β 會先結合第二型 TGF-β 受器,接著將第一型 TGF-β 受器 (TβRI) 吸引過來,促使Smad2/3/4 訊息傳遞分子組成複合物以後,再移動進入到細胞核中。張南山博士及實驗室同仁使用缺乏第二型 TGF-β 受器的結腸癌 HCT116 細胞進行實驗,發現細胞表面的玻尿酸 Hyal-2 分子是 TGF-β1 的同源受器 (左圖:免疫電子顯微技術;在細胞表面的微絨毛上,較大的顆粒是 Hyal-2,較小的顆粒是 TGF-β1) TGF-β1/Hyal-2 複合物形成以後,會促使腫瘤抑制蛋白質 WWOX 移動到細胞膜的位置,結合 Hyal-2 以後形成 Hyal-2/WWOX 複合物,再移行進入細胞核中,促使 SMAD 驅動的啟動子活性增加 (如右圖所示)

Type II TGF-b receptor (TbRII) is a key component in the TGF-b signaling, which involves the binding of TGF-b to TbRII, followed by recruiting type I receptor (TbRI) and assembling the Smad2/3/4 signaling complex for relocating to the nuclei.  Here, Dr. Nan-Shan Chang and colleagues discovered that cell surface hyaluronidase Hyal-2 is a cognate receptor for TGF-b1 as shown in TbRII-negative colon HCT116 cells (left panel: immunoelectron microscopy; large beads for Hyal-2 and small beads for TGF-b1 on microvilli).  The TGF-b1/Hyal-2 complex recruits tumor suppressor WWOX to the membrane, and the resulting Hyal-2/WWOX complex translocates to the nuclei for enhancing the SMAD promoter activation (right panel).

References: J Biol Chem 284, 16049, 2009; Exp Biol Med 235, 796, 2010, review. 

 
 
  吳梨華老師
 

Taniguchi K, Wu LW, Grivennikov SI, Jong PR, Lian I, Yu FX, Wang K, Ho SB, Boland BS, Chang JT, Sandborn WJ, Hardiman G, Raz E, Maehara Y, Yoshimura A, Jessica Zucman-Rossi J, Guan KL, Karin M* A gp130-Src-YAP module links intestinal injury and inflammation to epithelial regeneration. Nature, 519:57-62 (2015 Mar)

大腸直腸癌是台灣十大癌症死因的第三名。根據衛福部公布的民國101年國內最新癌症登記報告,大腸直腸癌連續七年穩坐國內十大癌症發生人數的榜首。每年都有超過1萬人確診罹癌,如何有效預防已經成為國民健康的重要議題。其中的一個的危險因子是發炎性的腸道疾病 (Inflammatory bowel diseases),這類病人因無法修復受損的腸道黏膜壁而呈現持續發炎的現象。以Crohn's disease (克羅恩病) 及 ulcerative colitis (潰瘍結腸炎)兩種是最為常見。雖然這個疾病的發生與生活的西化有關,但其致病機轉仍不清楚,此外發炎性的腸道疾病在近一二十年有逐年攀升的現象,長期患有該疾病的患者,其罹患大腸直腸癌的風險比沒有的個人會高出2-10倍。已知組織的破壞會誘發發炎,而發炎會透過尚不清楚的機轉誘導組織修復與再生。目前常發現在發炎性的腸道有大量表現的介白素IL-6,暗喻著IL-6與其受體醣蛋白130 (gp130)在發炎性的腸道疾病可能扮演重要角色。本篇論文主要是討論界白素IL-6與其受體gp130的活化在腸道黏膜細胞的角色與發炎性腸道疾病的相關性。利用條件式基因轉殖或剔除鼠的子代並給予含有葡聚糖硫酸酯(Dextran sulfate sodium)的飲水誘發小鼠產生與人類相似的發炎性的腸道疾病,我們發現在帶有持續活化gp130(gp130Act)的腸道黏膜細胞會透過一個新穎且非典型的路徑活化調節組織再生的基因YAP與下游路徑分子NOTCH,抑制腸道細胞的分化,進而刺激腸道上皮細胞的增生。這樣的現象竟然可以有阻礙葡聚糖硫酸酯處理所引發的腸道粘膜糜爛的現象。在這過程中我們發現活化態的gp130會透過酪胺酸激?Src家族成員的激活造成YAP蛋白的酪胺酸磷酸化而穩定入核,開啟腸道細胞的再生;同樣的訊息遞路徑也在 10名罹患克羅恩病的患者的大腸組織的切片得到驗證。我們的研究證實發炎會透過gp130–Src–YAP的傳遞路徑刺激腸道細胞的增生,而Src是發炎與增生的關鍵媒介蛋白。綜言之,當腸道黏膜受到傷害,發炎會透過活化GP130-Src-YAP引發腸道黏膜細胞的增生,雖然腸道黏膜細胞分化的能力受阻,卻能有效預防細菌入侵並改善腸道屏障的功能。這意味著腸道黏膜的再生對於腸道屏障的重要性,因此將來對於治療發炎性的腸道疾病,應該是正常化界白素IL-6的表現量而不是全然的抑制IL-6的活性,才能在兼顧免疫與腸道組織的平衡之下,有效地幫助發炎性腸道疾病患者的腸道黏膜組織的修護。

Colorectal cancer is the third leading cause of cancer death in Taiwan and elsewhere. However, colorectal cancer has been the cancer type with highest incidence for 7 years in Taiwan. Among several risk factors, inflammatory bowel disease (IBD) can increase colorectal cancer risk by 2-10 folds depending on the studies. IBDs are chronic relapsing diseases that lead to structural damage with bowel wall destruction. Crohn's disease and ulcerative colitis are two principal types. These patients often suffer from chronic diarrhea, mal-absorption, weight loss, rectal bleeding, and abdominal pain, and many require surgery over time. Since the mechanism involved in IBDs remains elusive, the healing of inflamed mucosa has become an emerging new goal for therapy and can predict clinical remission and surgery-free survival for these patients. Although IBDs are not common among Asian, their incidence rate is increasing in Taiwan due to the westernized environment and life style. Based on the National Health Insurance Research Database, the prevalence rate of ulcerative colitis had significantly increased by almost 10-fold from 0.72 in 1998 to 7.05 in 2008 for each 100,000 people. Interleukin 6 (IL-6) is a multifunctional cytokine and important for immune responses, cell survival, apoptosis, proliferation, and tissue homeostasis and regeneration via binding to IL-6 receptor (IL-6R), consisting of α-chains (IL-6Rα) and glycoprotein 130 (gp130). The elevation of IL-6 is frequently detected in IBDs. Inflammation is known to promote tissue regeneration through a poorly known mechanism. The activation of gp130 signaling in mice promoted intestinal mucosal regeneration through an unconventional activation of a key player involved in the control of organ sizes, Yes-associated protein (YAP) and one of its target pathways, NOTCH. Pharmacological inhibition as well as gene silencing further showed that Src tyrosine kinase activation by gp130 serves as a matchmaker to link gp130-mediated inflammation to the YAP-mediated tissue regeneration through forming a gp130-Src-YAP module. Dextran sulfate sodium (DSS) treatment was used to induce IBD-like colitis in mice. We found the elevation of IL-6 family cytokines and Src-YAP activation with an improved gut barrier function in the active gp130-bearing colon. Inhibition of SFK signaling during DSS challenge suppressed intestinal regeneration. The activation of gp130–Src–YAP module was also validated in the clinical specimen with Crohn’s diseases. From our finding, we believe that further therapeutic efforts in treating IBDs should aim at normalizing IL-6 expression rather than a complete blockage of the signaling, thereby restoring the balance of immune system and regeneration with the ultimate goal of helping mucosal healing in these patients.

  Su MT, Lin SH, Chen YC, Wu LW (co-corresponder), Kuo PL. Prokineticin receptor variants (PKR1-I379V and PKR2-V331M) are protective genotypes in human early pregnancy. Reproduction. 2013 Jun 14;146(1):63-73.

已知源自於內分泌腺的內皮細胞血管新生因子(ED-VEGF)及其受體 (PROKR1 and PROKR2)在懷孕早期扮演重要的角色. 加上我们實驗室之前的研究已證明PROKR1 and PROKR2此二基因的單核苷酸多型性與懷孕婦女的習慣性流產有顯著性的相關性。本研究主要是探討PROKR1 and PROKR2此二基因的整個基因序列的多型性是否與特發性流產有關,透過收集244個習慣流產的婦女以及253無此症兆的婦女(對照組)的周邊血液細胞的基因體,作全基因定序發現PROKR1 (I379V) and PROKR2 (V331M),此二基因型在對照組的婦女出現的頻率比習慣性流產的婦女有統計上意義增加的趨勢。利用體外的細胞實驗我們發現帶有此二基因型受體增加表現的細胞,會降低胞內鈣離子的流入,同時也會增加細胞對Matrigel親犯的能力。因此PROKR1 (I379V) and PROKR2 (V331M)可能透過改變細胞內鈣離子濃度與促親侵犯能力而降低婦女習慣性流產的機會。

 

Kuo YZ, Tai YH, Lo HI, Chen YL, Cheng HC, Fang WY, Lin SH, Yang CL, Tsai ST, and Wu LW.MiR-99a exerts anti-metastasis through inhibitingmyotubularin-related protein 3 expression in oral cancer.Oral Dis. 2013 May 14. doi: 10.1111/odi.12133. [Epub ahead of print]

本篇文章主要是研究異常表現的微小RNA, miR-99a,在口腔癌細胞所扮演的角色,並探討miR-99a和其下游標的基因在口腔癌的臨床應用的潛力與作用機轉。首先利用即時定量確認miR-99a的表現量在大部分口腔組織甚至細胞株確實是下降。為探討miR-99a在口腔癌所扮演的角色,分析增加或降低表現的miR-99a口腔癌細胞株的細胞增生、移動、Matrigel侵犯以及在老鼠體內腫瘤生長與轉移能力的改變。此外也利用冷光酶報導系統和生物資訊找出miR-99a的可能的下游目標基因,進一步利用即時定量聚合酶連鎖反應和西方點墨法分析確任miR-99a與其下游標的反向關係。結果發現異常增加miR-99a的表現會抑制口腔癌細胞的移動及侵犯能力;抑制miR-99a功能,則得到相反的結果。雙重特異性磷酸酶Myotubularin-related protein 3 (MTMR3)是新穎的miR-99a的下游標的基因,抑制MTMR3的表現具有類miR-99a大量表現的功能,能夠減少細胞增生、移動與侵犯能力。同時在口腔癌細胞株和臨床檢體發現miR-99a和MTMR3蛋白呈現反向相關性。因此,miR-99a可以部分藉由透過抑制MTMR3的表現而達到抑制口腔癌的細胞移動和侵犯能力,MTMR3可能可以做為治療口腔癌的標的基因。

 

Huang YH, Wu MP, Pan SC, Su WC, Chen YW, Wu LW. STAT1 activation by venous malformations mutant Tie2-R849W antagonizes VEGF-A-mediated angiogenic response partly via reduced bFGF production. Angiogenesis. 2013 Jan;16(1):207-22.

Tie2的激酶活化區域上的第849胺基酸突變由精胺酸突變成色胺酸(Tie2-R849W)是很常見於家族性的靜脈血管形成不良的疾病,這個病變常常導致血管外壁平滑肌細胞分布不均甚至有缺失的現象。為進一步探討Tie2-R849W在血管新生過程含平滑肌細胞的募集所伴演的角色。我們利用shRNA干擾降解內生性Tie2的內皮細胞來研究大量表現外生性Tie2-WT*以及Tie2-R849W*對於內皮細胞增生、移動、管腔形成以及平滑肌細胞聚集的能力。結果發現Tie2-R849W*會透過持續促進STAT1上氨基酸Tyr701的磷酸化會降低內皮細胞的移動及管腔形成的能力。同時STAT1的磷酸化會減弱VEGF-A所引起的STAT3酪氨酸的磷酸化。活化的STAT1會透過與VEGF-A所活化的STAT3競爭結合位於促血管新生bFGF啟動子上距離轉錄起始點上游997到989之間的核甘酸位點 (STAT response element),降低VEGF-A所誘發的bFGF 基因的表現以及降低吸引平滑肌細胞的能力。中和bFGF的活性或引發STAT1的持續活化,都具有類Tie2-R849W*的效果,因此STAT1及STAT3之間活性的平衡對於Tie2所調控的血管生理平衡是扮演舉足輕重的角色。

 

1) Su MT, Lin SH, Chen YC, Wu LW, Kuo PL. Prokineticin receptor variants (PKR1-I379V and PKR2-V331M) are protective genotypes in human early pregnancy. Reproduction. 2013 Jun 14;146(1):63-73. doi: 10.1530/REP-13-0043.

2) Kuo YZ, Tai YH, Lo HI, Chen YL, Cheng HC, Fang WY, Lin SH, Yang CL, Tsai ST, Wu LW. MiR-99a exerts anti-metastasis through inhibiting myotubularin-related protein 3 expression in oral cancer. Oral Diseases. 2013 May 14. doi: 10.1111/odi.12133.

 

Pan SC, Wu LW (co-corresponder), Chen CL, Shieh SJ, Chiu HY. 2010 May. Deep partial thickness burn blister fluid promotes neovascularization in the early stage of burn wound healing. Wound Repair Regeneration 18:311-8 (2010, May).

燒傷傷口的癒合是一個複雜的過程,它包含了多種細胞與激素間的反應。已知燒傷水泡液富含多種趨化素,至於水泡液是否與燒傷傷口癒合早期的所需的血管新生的活性有關,仍然不清。透過與成大醫院外科潘信誠醫師等合作,利用免疫組織染色發現在深二度燒傷的傷口遠比淺二度病患的傷口的周邊有較豐富的新生血管的密度;同時利用體外血管新生的實驗,證實深二度比淺二度燒傷病傷口的水泡液具有較高刺激內皮細胞的細胞增殖、遷移和分化的能力。此外在裸鼠實驗中,也發現深二度燒傷的水泡液比淺二度病患的傷口水泡液能更顯著地增加Matrigel Plug內的血管增生。綜言之, 這些結果發現深二度燒傷的傷口遠比淺二度要更仰賴血管新生來幫助傷口的癒合。因此水泡液中的血管新生活性的可能可以被利用作為預估燒傷程度與往後照護措施的一個工具。

 

 

Tsai ST, Chien IH, Shen WH, Kuo YZ, Jin YT, Wong TY, Hsiao JR, Wang HP, Shih NY, Wu LW. 2010 Jun. ENO1, a potential prognostic head and neck cancer marker, promotes transformation partly via chemokine CCL20 induction.
European Journal of Cancer 46:1712-23.

使用抑制癌細胞所仰賴葡萄糖糖分解的抗癌藥物的成功,取決於瞭解各個參與糖分解的基因在癌症所扮演角色。目前這些基因常被發現在癌細胞有增加表現量的趨勢,其中包括ENO1。本篇論文以口腔癌為疾病模式,透過與成大醫院耳鼻喉科蔡森田等醫師合作發現ENO1 mRNA在七成的口腔癌病患有表現量增加的趨勢,且其表現量與病人總存活或無病存活率成負相關。進一步利用異位的大量表現或降低內生性ENO1基因的表現。發現細胞的轉形能力含生長、移動及侵犯受到顯著的影響。同時ENO1的增加表現會促進動物體內的舌癌的形成,同時也會促進舌癌侵犯周邊的淋巴。利用DNA晶片的技術發現:促發炎的趨化素CCL20 會受到ENO1基因表現量的影響而改變表現。此外,CCL20 表現量在臨床檢體中不僅與ENO1的表現成正相關;同時CCL20的降低表現,會抑制ENO1促進轉形的能力。綜言之,ENO1的表現量不僅可作為口腔癌預後的指標,同時ENO1及其下游基因如CCL20可作為治療口腔癌的標的基因。

  Kao YC, Wu LW, Shi CS, Chu CH, Huang CW, Kuo CP, Sheu HM, Shi GY, Wu HL. 2010 Oct. Down-regulation of thrombomodulin, a novel target of Snail, induces tumorigenesis through epithelial-mesenchymal transition. Molecular and Cellular Biology30:4767-85 (2010 Oct).

在許多癌細胞中的附蛋白thrombomodulin (TM),都有表現量下降的趨勢。至今該基因於癌細胞表現量下降的分子機轉,仍然不清楚。透過與成大醫學院生化所的吳華林老師等合作,我们首先發現在大部分的上皮癌細胞株中,TM與上皮間質細胞間轉換相關的Snail蛋白的表現,是呈現一個反向的關係。進一步利用以TGF-bEGF所誘導的上皮與間質細胞間的轉換,再度證實TM and Snail的反向關係;接著利用EMSAChIP的技術發現Snail會透過與TM的起動子的E-box連結而直接抑制TM的表現。反之,TM蛋白的降低表現會破壞細胞間的連結,進而促進細胞移動,甚至上皮鱗狀細胞瘤的生成。此外,利用細胞轉染送入抗核酸干擾降解的TM基因,會顯著地促進間質細胞轉成上皮細胞,並增加細胞間的連結。總而言之,在上皮與間質細胞之間的轉換過程中,TM不僅是上皮細胞癌化扮演抑癌的角色,同時也是Snail 的一個新穎的下游基因。因此,TM的表現量可以作為癌症預後與治療的新標的。
 
 
 
  張玲老師
  Li I-C, Chiu C-Y, Wu C-L, Chi J-Y, Jian S-R, Wang S-W, and Chang CL A dual-fluorescent reporter facilitates identification of thiol compounds that suppress microsatellite instability induced by oxidative stress. Free Radical Biology and Medicine. 2014 April; 69:86–95.

慢性發炎的疾病,如大腸炎、胃炎、胰臟炎,很容易形成癌症如大腸癌、胃癌、胰臟癌。 慢性發炎病人的基因常有不穩定的微衛星 (microsatellite instability, MSI),意味著基因錯配修復(DNA mismatch repair, MMR)的功能缺乏。 過去我們發現慢性發炎的氧化壓力(oxidative stress)不但使MMR的功能喪失,並且增加微衛星的突變率。 但氧化壓力所導致的MSI是否可預防卻仍未知。 為了回答此問題,本研究建立了一個較敏感、方便、可靠的雙螢光MSI報導系統。 藉由此系統,我們發現乙醯半胱胺酸(N-acetylcysteine)及麩胱甘肽(glutathione)比阿司必靈(aspirin)和維他命C更有效的抑制氧化壓力所造成的MSI 。 這兩種硫醇化合物(thiol compounds) 也能抑制氧化壓力所造成的hMSH6 and CHK1微衛星變化之讀框移位(frameshift mutations) 。 乙醯半胱胺酸又能防止氧化壓力所降低的MMR 蛋白質表現量,因而抑制MSI。 研究的結果聯結了氧化損害(oxidative damage) 、MMR功能喪失、MSI的三角關係。 這兩種硫醇化合物在臨床上將有預防發炎所造成MSI的潛力。 此外,雙螢光MSI報導系統將便於篩選更多的藥物,以抑制與癌症發生、惡化有關的MSI。

 
 
  蔣輯武老師
  The B56γ3 regulatory subunit-containing protein phosphatase 2A outcompetes Akt to regulate p27KIP1 subcellular localization by selectively dephosphorylating phospho-Thr157 of p27KIP1. The B56γ3 regulatory subunit-containing protein phosphatase 2A outcompetes Akt to regulate p27KIP1 subcellular localization by selectively dephosphorylating phospho-Thr157 of p27KIP1.doi: 10.18632/oncotarget.6609. (2015 Dec)

PP2A是真核細胞中主要的一種蛋白質絲氨酸及蘇氨酸磷酸水解?,PP2A 完全?是由三個次單元A、B、C 所組成的異質三單元複合體。而帶有B56γ3這個調節次單元的PP2A一直以來就被認為是扮演抑制癌症的角色。在此,我們發現PP2A-B56γ3會調節p27KIP1在老鼠纖維母細胞及人類子宮頸癌、食道癌 、大腸癌等細胞中在細胞核中座落,進而影響細胞周期進行及細胞複製。我們發現此調節的機制在於PP2A-B56γ3會具高選擇性的、直接的調降p27KIP1在蘇氨酸157這個位點的磷酸化,而已知在蘇氨酸157位點有磷酸化存在的情況下,會使p27KIP1留在細胞質。而且我們發現PP2A-B56γ3降低p27KIP1的磷酸化及促使其入核並不是透過降低它的上游訊息分子AKT的活性來造成的。重要的,在AKT持續活化的的狀態下,PP2A-B56γ3仍可以降低p27KIP1的磷酸化並增加它在細胞核中的表現。另外我們還發現,p27KIP1的N端和C端各有一個區段,而B56γ3的C端有一段區段,對於B56γ3與p27KIP1之間具高度選擇性的交互作用扮演很重要的角色。進一步的,我們在大腸直腸癌的病人檢體中發現,在腫瘤的組織或者在相對應的正常組織中, B56γ3的表現與p27KIP1的表現呈現正相關性;在正常組織中,B56γ3的表現與p27KIP1在細胞核中的表現有正相關性,但是在腫瘤的組織卻沒有發現這樣的情形。這樣的結果暗示著,在大腸直腸腫瘤形成時,可能喪失了PP2A-B56γ3調節p27KIP1入核的機制。總結,本篇論文提供了PP2A-B56γ3抑制癌症生成的新穎機制。

  Visualization of subunit interactions and ternary complexes of protein phosphatase 2A in mammalian cells. (2014) PLoS One, 9(12): e116074. Visualization of subunit interactions and ternary complexes of protein phosphatase 2A in mammalian cells. (2014) PLoS One, 9(12): e116074

我們藉由雙分子螢光互補作用Bimolecular fluorescence complementation (簡稱BiFC)的光學影像實驗方法,驗證了以下幾件事:1. 調節次單元B扮演了關鍵角色在導引完整的PP2A磷酸水解酶座落在細胞中的位置;2. 結構次單元A的功能是作為一個骨幹,使調節次單元B和催化次單元C結合上來共同組成完整的PP2A磷酸水解酶。3. BiFC實驗方法也提供證據說明α4會促進結構次單元A和催化次單元C結合形成水解酶核心AC二聚體。更重要、也是第一次在PP2A的研究領域中,我們利用BiFC-FRET的方法,也就是結合BiFC和螢光共振能量轉移Fluorescence resonance energy transfer (簡稱FRET)的兩種方法,在細胞中直接觀察兩種典型的PP2A ABC次單元組合的三聚體。總而言之,我們的研究除了提供以直接觀察之光學影像的證據,來驗證先前文獻中利用生化實驗方法所得到有關於組成PP2A聚合體中的次單元之間的交互作用的發現;也為探討在特定時空條件下,PP2A聚合體如何於細胞中表現及改變分佈位置的動態提供了一個新穎的研究方法。

  Yen C. J., Lin Y. J., Yen C. S., Tsai H. W., Tsai T. F., Chang K. Y., Huang W. C., Lin P. W., Chiang C. W. (co-corresponding), Chang T. T.  Hepatitis B Virus X Protein Upregulates mTOR Signaling through IKKβ to Increase Cell Proliferation and VEGF Production in Hepatocellular Carcinoma. (2012) PLoS One. 2012;7(7):e41931.(蔣輯武副教授、張定宗特聘教授)

由B型肝炎病毒感染所引發的肝癌,一直是東南亞地區造成癌症相關的死亡主因。本篇研究探究B型肝炎病毒之非結構基因產物HBX蛋白,藉由調控細胞生長訊息網路而促使宿主細胞癌化的新穎機制。我們的研究發現HBX蛋白可以透過活化IKKβ然後將TSC1去活化,因而使mTOR及其下游訊息傳遞分子S6K1的活化進而造成血管內皮細胞生長因子(VEGF)的生成增加,這樣的現象皆可以被處理IKKβ的抑制劑、IKKβsiRNAmTOR的抑制劑Rapamycin而消失。我們進一步用表現HBX的基因轉殖鼠來確認以上在細胞株所發現的現象。結果,在HBX轉殖鼠的肝腫瘤組織與相鄰之正常肝組織的組織免疫染色實驗結果顯示,在比較正常肝組織的結果,IKKβS6K1皆在腫瘤組織中有高度活化的現象。另外,VEGF也在肝腫瘤中有增加表現的跡象。更進一步,我們檢測人類肝腫瘤檢體發現,在95位病人肝腫瘤檢體中,活化態的IKKβ與活化態的S6K1的表現有高度相關性,並且與癒後不良有正相關性。總之,此研究揭示HBX蛋白可能藉由活化IKKβ去活化mTOR而促進肝腫瘤的發生。

  Hsu C. C., Chiang C. W., Cheng H. C., Chang W. T., Chou C. Y., Tsai H. W., Lee C. T., Wu Z. H., Lee T. Y., Chao A, Chow N. H., Ho C. L. Identifying LRRC16B as an oncofetal gene with transforming enhancing capability using a combined bioinformatics and experimental approach. Oncogene (2011). 30:654-667. (何中良副教授、蔣輯武副教授)

腫瘤胚胎基因是在胚胎發育時期會表現的基因,而在正常的組織中表現量少或是幾乎不表現,並且在腫瘤發生的過程中會重新表現。這類基因往往具有重要的臨床應用或關鍵的生物功能,例如:AFP、GCB、FGF18、IMP- 1和SOX1等等。為了尋找更多的腫瘤胚胎基因,本研究收集網路上的EST資料庫並加以分類整理。分為三類:正常成年群、腫瘤群、以及未成熟群。以α-fetoprotein (AFP)在正常成人群的資料庫中所呈現數值(Normal=10)當作為篩選基因的標準。經過一連串系統性的生物資訊分析;我們發現了一個新穎的腫瘤胚胎基因(LRRC16B)。進一步在In vitro實驗中發現,穩定表現LRRC16B-EGFP以及LRRC16B-myc的細胞株,經由增加cyclin B1的表現量而影響其生長速率。另外,研究腫瘤轉型(Transformation)的實驗中,由生長在soft agar的結果,我們發現穩定表現LRRC16B-EGFP細胞株可以增加生長的數量以及增加colony 的體積;反之,在RNAi 的實驗中,當LRRC16B被RNAi抑制之後,則會影響細胞的生長以及腫瘤轉型的能力。進一步我們利用活體移植瘤的技術在In Vivo的實驗中,得到了與In vitro實驗相呼應的結果,穩定表現LRRC16B-EGFP的細胞株可以增加腫瘤的體積以及重量。因此可以得知LRRC16B不僅具有類似腫瘤胚基因的表現型,並且可能在腫瘤發生的過程中扮演著重要的角色。此研究結果同時也證明我們採用的生物資訊分析方法,的確可以有效找到有無生物功能之腫瘤胚胎基因。

  新發現: 磷酸酶PP2A的B56γ3調控次單元細胞週期的進行而有不同亞細胞佈位置並影響細胞週期控制因子p27的表現
Lee TY, Lai TY, Lin SC, Wu CW, Ni IF, Yang YS, Hung LY, Law BK, and Chiang CW: The B56γ3 Regulatory Subunit of Protein Phosphatase
2A (PP2A) Regulates S Phase-specific Nuclear Accumulation of PP2A and the G1 to S Transition. 2010 July; J. Biol. Chem. 285 (28): 21567-21580

磷酸酶 Protein Phosphatase 2A (PP2A),為一種serine/threonine 磷酸酶;而且是由結構次單元∼A次單元,催化次單元∼C次單元與高多樣性的調控次單元∼B次單元所組成的三元複合體酵素。PP2A是一高度表現的磷酸酶,參與調控很多的細胞功能,而且被認為具有抑制腫瘤形成的功能。目前認為PP2A的受質特異性(substrate specificity)與亞細胞分布特性(subcellular localization)是由B次單元所調控的。在此,我們證實到B調控次單元中的B56γ3次單元的subcellular localization會隨著細胞週期的進行而有所不同(cell-cycle specific manner)。特別是在細胞週期進行至G1/SborderS時期,可以發現B56γ3有顯著集中於細胞核內的現象,且細胞核內的AC次單元以及PP2A的活性也有顯著提升。此外,當於細胞內大量表現B56γ3時,AC次單元於細胞核內的表現量則會提升,但當細胞內的B56γ2B56γ3調控次單元皆被knockdown時,則B56γ3S phase-sepcific增加的細胞核內表現量與活性上升的現象則已不復見。此外,於NIH3T3細胞中大量表現B56γ3時則可降低p27Thr-187位點磷酸化的情形,並提升p27蛋白質的表現量,並延遲細胞週期G1S時期的進行。相同地,於HeLa細胞內knockdown其內生性的B56γ3之後則p27的表現量會下降且細胞生長加速。由以上證據指出分佈在不同亞細胞位置的B56γ3調節次單元可以調控不同亞細胞位置的PP2A的活性,並影響細胞週期控制因子p27的表現以控制細胞週期的進行,這可能是PP2A所扮演的腫瘤抑制的角色的一個新的機制。
 
 

Chiang CW, Liu WK, Chiang CW (co-corresponding), and Chou CK: Phosphorylation-dependent association of the G4-1/G5PR regulatory subunit with IKKβ negatively modulates NF-κB activation through recruitment of protein phosphatase 5, Biochem. J. 2011 433, 187-196

基因轉錄因子NF-κB (nuclear factor κB)及其下游基因已知在發炎反應、先天免疫反應、細胞凋亡及細胞癌化等現象皆扮演著極為重要的調節角色。當發炎反應即將發生時,特定細胞激素如TNFa,透過其在細胞表面的接受器及一連串的訊息傳遞因子的作用後,促使NF-κB 的活化。目前已知的NF-κB 的活化機制,主要是藉由IKK激酶將NF-κB抑制蛋白分子IκB磷酸化後,促使其進行降解而不能再抑制NF-κB的活化。然而IKK激酶在活化後很快就產生去磷酸及去活化作用,並且防止IKK激酶在短期內進一步促進NF-κB 的活化作用。在過去的文獻已指出,位於IKK激酶蛋白分子的C端的一段富含絲氨酸的區段,對於face="Arial" IKK激酶的去磷酸及去活化作用扮演極重要的角色,但是其原因為何仍不是很明瞭。在這篇研究中,我們研究激酶IKK的去磷酸及去活化作用時的分子機制。我們發現IKK蛋白分子的C端的富含絲氨酸的區段可以在產生磷酸化後,與一個已知扮演磷酸酶PP5的調結次單元分子G4-1/G5PR結合並且使伴隨的PP5IKK進行去磷酸及去活化作用。尤其重要的是,PP5IKK的去磷酸及去活化作用是必須靠富含絲氨酸的區段先產生磷酸化後才能發生。我們的研究揭開了G4-1/G5PRIKKC端富含絲氨酸的區段,與磷酸酶PP5之間的互動扮演了極重要的媒介角色。此研究發現也提供了對IKK的快速去活化作用的一項新穎機制。

 
 
  鄧景浩老師
 

C. Y. Wang, S. W. Wang, W. C. Huang, K. S. Kim, N. S. Chang, Y. H. Wang, M. H. Wu, and Ching-Hao Teng*. 2012/10. Prc contributes to Escherichia coli evasion of classical complement-mediated serum killing. Infection and immunity 80: 3399-3409. (SCI). *Corresponding Author.

大腸桿菌是普遍的格蘭氏陰性菌血症的致病原。 Prc是一個位於細菌細胞內膜與外膜間隔區域的蛋白酶。 這個蛋白酶以及其同源蛋白已被證實在革蘭氏陰性細菌引起的感染中參與致病的角色。 本篇研究探討Prc在大腸桿菌菌血症中的角色。 我們首度發現Prc蛋白酶能夠幫助致病性大腸桿菌RS218菌株存活於人類血清中。 若將Prc蛋白酶剔除則導致RS218較容易受血清中補體系統擊殺,此現象是由於Prc蛋白酶剔除菌株相較於正常菌株較無法避免刺激抗體依賴性和非抗體依賴性的典型補體的活化。 此外,此蛋白酶剔除菌株對補體系統形成細胞膜攻擊複合體的抵抗能力也下降。此研究證實致病性大腸桿菌RS218利用Prc蛋白酶躲避血清中典型補體路徑的擊殺, 造成菌血症。因此,阻礙Prc蛋白酶的功能,將能降低大腸桿菌的致病性;Prc蛋白酶可能是未來發展治療或防治大腸桿菌導致菌血症的標的分子。

 

 

Y. T. Tseng, S. W. Wang, K. S. Kim, Y. H. Wang, Y. Yao, C. C. Chen, C. W. Chiang, P. C. Hsieh, and Ching-Hao Teng*. 2012/10. NlpI facilitates deposition of C4bp on Escherichia coli by blocking classical complement-mediated killing, which results in high-level bacteremia. Infection and immunity 80:3669-3678. (SCI). *Corresponding Author.

       新生兒腦膜炎型大腸桿菌是常見與新生兒腦膜炎相關的革蘭氏陰性致病菌,其感染過程通常藉由血流傳播。在新生兒腦膜炎型大腸桿菌侵入腦部的致病過程中有兩個關鍵步驟: 細菌能導致高濃度的菌血症,以及能夠穿越人體的血腦障壁。我們先前的研究顯示細菌的外膜蛋白NlpI能夠幫新生兒腦膜炎型大腸桿菌黏附並入侵到組成血腦障壁的腦微血管內皮細胞, 這表示NlpI蛋白在對於新生兒腦膜炎型大腸桿菌穿過血腦障壁的過程中扮演一定的角色。在本研究中,我們發現NlpI參與高濃度菌血症的發生。 此外,NlpI能藉由吸引補體系統的調控蛋白C4bp黏附到大腸桿菌的表面,進而逃脫經由典型路徑活化的血清補體擊殺。OmpA為已知能與C4bp直接結合的大腸桿菌外膜蛋白, NlpI可能涉及OmpA與C4bp在細菌表面的直接交互作用。因為NlpI參與新生兒腦膜炎型大腸桿菌的兩個重要的致病過程,這使它可能變成預防及治療大腸桿菌型腦膜炎的新標的。
 

 

Bin-Hsu Mao, Yung-Fu Chang, Joy Scaria, Chih-Ching Chang, Li-Wei Chou, Ni Tien, Jiunn-Jong Wu, Chin-Chung Tseng, Ming-Cheng Wang,g Chao-Chin Chang, Yuan-Man Hsu, and Ching-Hao Teng* Identification of Escherichia coli Genes Associated withUrinary Tract Infections. J. Clin. Microbiol. 2012, 50(2):449.

       泌尿道致病性大腸桿菌是造成泌尿道感染的主要病原。 以往,抗生素治療是對付此類疾病的有效方式。 然而,隨著抗藥性菌株的不斷發生以及新的抗生素研發速度的緩不濟急,治療此類細菌性感染將會遇到挑戰。 為了因應此項挑戰,如果能找到更多與致病相關的細菌基因,將有助於人類發展新的診斷、預防及治療此種疾病的新策略。發展新的診斷、預防及治療此種疾病的新策略。發展新的診斷、預防及治療此種疾病的新策略。

我們以能同時檢測342個大腸桿菌基因的DNA微列陣晶片篩選可能與造成泌尿道感染相關的細菌基因。 我們將篩選出的9個大腸桿菌基因(cjrA, cjrB, cjrC, senB, sivH, sisA, sisB, eco274, fbpB)做進一步的流行病學分析。 我們發現這些基因在泌尿道感染病人分離出的致病菌株中存在的比例遠高於在非致病性菌株中存在的比例。 此外,這些基因主要存在於B2及D型的大腸桿菌中。而腸道外致病性的大腸桿菌多屬於B2或D型。 這些結果證實了這些基因與泌尿道感染的相關性。它們可能參與致病的基因,或是與致病基因有基因位置上的相關聯。


 

 

Ching-Hao Teng*, Y. T. Tseng, R. Maruvada, D. Pearce, Y. Xie, M. Paul-Satyaseela, and K. S. Kim. 2010/7 NlpI contributes to Escherichia coli K1 strain RS218 interaction with human brain microvascular endothelial cells.Infection and Immunity 78:3090-3096.

       K大腸桿菌是引起新生兒腦膜炎最普遍的格蘭氏陰性菌病原。 若要引起腦膜炎,K大腸桿菌在進入血流存活並引起菌血症後,必須先黏附並入侵人類腦微血管內皮細胞,才能穿越血腦障壁進入腦部引起感染。 在此研究中,我們證實了NlpI蛋白是一個能幫助細菌與人類腦微血管內皮細胞交互作用的細菌因子。 剔除nlpI基因不會影響其它會參與K1大腸桿菌-人類腦微血管內皮細胞交互作用的已知細菌因子,例如第一型線毛、鞭毛、以及OmpA蛋白。 此外,NlpI幫助細菌與人類腦微血管內皮細胞交互作用是不須要依賴上述這些已知因子。 前人的研究已經發現K12大腸桿菌的nlpI變異株在42oC且低鹽的狀態下,其生長能力會缺陷。 這種狀態下的缺陷可以經由將另一個spr基因剔除而回復回來。 K1大腸桿菌菌株RS218的nlpI變異株也有此相同的性狀,但是在此變異株中再將spr剔除並不能將此nlpI變異株與人類腦微血管內皮細胞交互作用能力的降低回復。 這結果顯示nlpI變異株與人類腦微血管內皮細胞交互作用能力的下降與它在低鹽下對高溫敏感的性狀並無關連性。 我們也證明了NlpI蛋白質是位於細菌的外膜上並發現nlpI變異株其刺激人類腦微血管內皮細胞其細胞質內phospholiase A2α (cPLA2α)磷酸化的能力也降低了。 這個研究首次證明NlpI蛋白質參與K1大腸桿菌黏附並入侵人類腦微血管內皮細胞,而它的參與牽涉到cPLA2α。
 

 
 
  孫孝芳老師
 

Tsung-Ming Chen, Yu-Heng Shih, Joseph T. Tseng, Chih-Hao Wu, Yi-Han Lee, Shaw-Jenq Tsai*, and H. Sunny Sun*. Overexpression of FGF9 in colon cancer cells is mediated by hypoxia-induced translational activation. Nucleic acids research.2014 ;;42(5):2932-44

藉由幾個關鍵的實驗我們發現在正常生理情況中,上游可譯框架能夠調節FGF9的蛋白質合成處於低度表現的情形;另一方面,内部核糖體識别序列則在低氧環境中參與了FGF9的蛋白質合成的控制。對癌細胞而言,缺氧是一種廣泛性存在的環境壓力因子,並且能夠誘發許多壓力反應基因轉譯作用的活化。因此,我們更深入去探討在癌症發病過程中,缺氧是否亦誘發了FGF9蛋白質的表現而使得病程加速惡化。確實,從臨床病理分析結果中,我們得知,只有FGF9蛋白高度表現於大腸癌檢體的癌細胞部分,但未見到FGF9 mRNA的表現量有任何變化。這些結果高度支持了” 缺氧誘發之蛋白質轉譯活化導致大腸癌細胞中的纖維母細胞生長因子九過度表現”的假設。

氧透過FGF9 5’UTR的功能性區域促進內生性FGF9蛋白質生合成

為了探討缺氧是否能調控FGF9的表現,我們首先在未處理或是已處理不同時間缺氧的HEK293細胞株中,偵測內生性FGF9 mRNA及蛋白質表現量。首先,利用FGF9 mRNA的表現量校正FGF9 蛋白質表現量來計算出不同時間點FGF9 mRNA的相對轉譯效率。結果顯示在正常氧分壓下,FGF9的相對轉譯效率維持不變(圖1A; P=0.42),但是在缺氧細胞中卻提高了大約2.5倍(P<0.001)。進一步藉由生物資訊分析,我們在FGF9 5’UTR找到兩個已知會參與轉譯層次調控的兩個RNA序列,上游可譯框架與内部核糖體識别序列(圖1B)。為了確定這兩段序列是否作為FGF9蛋白質合成的調控序列,我們建立了一系列利用FGF9 5’UTR序列所調控的螢火蟲冷光報導質體(圖1C&D,左圖)。將這些質體送入HEK293細胞株中並利用冷光報導基因的表現量作為蛋白質表現量的指標。由實驗資料得知上游可譯框架與内部核糖體識别序列都參與在FGF9的轉譯調控之中(圖1C&D,右圖)。

 

Yu-Chen Jiang, Hung-Ming Wu, Kai-Hsin Cheng and H. Sunny Sun.Menstrual Cycle-dependent Febrile Episode Mediated by Sequence-specific Repression of Poly(ADP-ribose) Polymerase-1 on the Transcription of the Human Serotonin Receptor 1A Gene.Human Mutation. 2012 ;;33 (1) :209-17
血清素受體1A(HTR1A) 在血清素的傳遞上扮演關鍵的角色,且跟許多人類疾病的發生都有關係。一位三十三歲的女性患有罕見的月經週期發燒症狀及出現不正常的雌激素數據,因為使用HTR1A促效劑buspirone後有很好的療效,推測此發燒症狀可能與雌激素相關的HTR1A不足具有關連性。我們發現在這名患者的HTR1A轉譯起始點的上游第480個鹼基處有腺嘌呤的缺失(-480delA)。為了確定-480delA造成HTR1A不足的機制,我們首先證明有多種核蛋白可以跟HTR1A -480此區域結合。接著我們發現與HTR1A -480區域結合的蛋白質中, 聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶(PARP1)是其中的一員。利用PARP1的過度表現和降低其表現的實驗,我們的研究結果證實PARP會抑制HTR1A的轉錄。此外,擁有HTR1A -480delA的啟動子會增強與PARP的交互作用,並導致額外的降低轉錄作用。最後,17β-雌二醇(17β-estradiol)的使用更促進突變的啟動子轉錄作用的降低。綜合上述結果,這些數據顯示雌激素誘導HTR1A突變的啟動子過度活化而造成HTR1A mRNA表現量下降,使得HTR1A對體溫過低的調節作用受到干擾。這是第一篇對於HTR1A突變造成月經週期相關的發燒症狀的報告,暗示著其他相似的發燒案例同樣起因於血清素傳遞功能出現障礙的可能性。
 

 

Jia–Shing Chen, Ih-Jen Su, Yu-Wei Leu, Kung-Chia Young, H. Sunny Sun.Ectopic expression of T-Cell Lymphoma Invasion and Metastasis 2 Promotes Proliferation and Invasion in liver cancer Cells. Int J Cancer 15. 2012;130(6):1302-13.
TIAM2是一個非常新穎的基因,之前的研究利用純化後的蛋白進行分析,顯示TIAM2具鳥糞鹼交換功能,被推測其可能是一個鳥糞鹼交換因子,並有可能參與細胞型態改變的途徑上,但是相關的細胞內功能性分析報導仍付之厥如。我們的研究結果率先在2003年揭示,人類TIAM2可能是一個與癌症生成相關的基因。之後的研究更發現TIAM2是一個腦部特有的表現蛋白,而且僅表現在神經元細胞,其正常功能可能與神經元細胞的型態改變有關。重要的是TIAM2不具鳥糞鹼交換功能且87%肝癌組織都可檢測到異位性表現的TIAM2蛋白,因此TIAM2和癌症生成的確有顯著相關性,而且 TIAM2在肝癌組織的表現與hepatitis B virus (HBV) 感染及臨床上評估有關癌細胞轉移程度有關。利用細胞及小鼠動物模式,證實了TIAM2大量表現不但增加細胞生長速率,TIAM2更會使低轉移性細胞株(HepG2) 轉化成高侵入性轉移性細胞株。更進一步的研究顯示,TIAM2大量表現造成的癌生成相關現象與上皮細胞型態轉變成間葉細胞型態有關(epithelial-to-mesenchymal transition; EMT)。由於EMT 參與癌細胞自良性腫瘤變成轉移性癌細胞的過程,長期以來便被視為主要的癌化指標之一。這是國際間第一篇對人類TIAM2新穎基因功能研究的完整報導, 因此學術價值相當高。由於肝癌為全世界前五大常見癌症之一,尤以亞洲及非洲更為盛行。儘管引發肝癌之病因相當廣泛,其中之一明顯的病癥為癌細胞早期血管侵入及轉移。若可早期判斷出肝癌增生及侵入/轉移,則可大幅降低肝癌發生率及死亡率。但目前所有分析或預測肝癌之生物標記仍有其應用上的限制。舉例來說,臨床上廣泛使用的甲胎蛋白(α-fetoprotein, AFP) 是預測肝癌之有效血清標記,但卻有40%之偽陰性。但我們發現TIAM2在肝癌細胞的異位表現高達87%,是目前所知的肝癌之生物標記中, 相關性最高者。因此,TIAM2應可提供臨床上分析或預測肝癌之一種生物標記。預期未來TIAM2的臨床應用可提升評估肝癌腫瘤增生、侵犯或轉移之風險準確性。
 

 
 
  王憲威老師
 

Wang JH, Cheng L, Wang CH, Ling W, Wang SW*, and Lee GB*. An integrated chip capable of performing sample pretreatment and nucleic acid amplification for HIV-1 detection. Biosensors and Bioelectronics. Accepted. 2012 Sep 27. BIOS-D-12-01947R1, pii: S0956-5663(12)00617-3. doi: 10.1016/j.bios.2012.09.011. [Epub ahead of print] PMID:23083906, Impact factor 5.602, Ranking 1/27. Co-corresponder.


本篇研究中,我們整合微流體生醫晶片系統(microfluidic system)以及核酸擴增系統,使其成為快速偵測第一型愛滋病病毒之檢測平台。本偵測系統先以受愛滋病病毒感染之Jurkat T細胞其原病毒核酸(proviral DNA)作為偵測標的。為了確保能夠準確地偵測各普遍流行之B亞型愛滋病病毒,本偵測系統同時針對B亞型愛滋病病毒其中四段保守基因序列進行檢測。檢測流程成功地整合細胞溶解(cell lysis)、核酸萃取(extraction of DNA)、聚合酵素鏈鎖反應(PCR;polymerase chain reaction)以及光學偵測系統(optical detection)藉此進行快速且自動化之檢測。實驗結果顯示四對專一性引子對:RU5 (167 bp)、int (424 bp)、tat (117 bp)、vpr (162 bp)分別可以於1個感染細胞中針對目標基因成功進行訊號擴增反應。本偵測系統整合光學偵測系統後,只需要95分鐘即可完成檢測程序。

 

 

Jun-Wei Lee, Pao-Chi Liao, Kung-Chia Young, Christina L. Chang, Steve S.L. Chen, Ting-Tsung Chang, Ming-Derg Lai, Shainn-Wei Wang* (*Corresponder) Identification of hnRNPH1, NF45, and C14orf166 as novel host interacting partners of the mature hepatitis C virus core protein.J Proteome Res. 2011 Aug 8. [Epub ahead of print]


C型肝炎病毒(HCV)核心蛋白(HCVc)構成病毒核酸蛋白鞘,並與HCV長期感染與致病機制密切相關,此現象極有可能是與許多細胞因子互動,進而調控病毒複製及影響細胞正常功能。在此,我們利用了親和性標籤純化技術與一維電泳及後續的串連質譜儀技術(LC-MS/MS)找到了36個極有可能與成熟型HCVc (HCVc1741b群屬)有交互作用的細胞蛋白。利用親和沉澱法與免疫螢光技術,我們近一步確認hnRNPH1, NF45, C14orf166是新穎的HCVc174結合蛋白。已知hnRNPH1之正常功能是與mRNA代謝相關,NF45與基因調控相關,而C14orf166microtubule微細管之整合運動相關。我們也發現在這3個蛋白中,NF4HCVc174之結合非常依賴RNA分子,有別於hnRNPH1C14orf166HCVc174之交互作用。藉由共軛焦影像分析,這些細胞蛋白hnRNPH1C14orf166NF45與異位表達的HCVc-1b共焦出現在胞核與胞質,顯示這些細胞蛋白在空間上與自然切割而後成熟的HCVc174在細胞質和細胞核中有親密互動關係。但在細胞感染兩種HCV病毒Con-1, (1b) 及猛暴性JFH1(2a)時,共焦互動卻大量的轉移到細胞質中,強烈地顯示在急性病毒複製時這3個細胞蛋白被吸引至細胞質幫忙病毒之繁衍。這些結果證明hnRNPH1, NF45, C14orf166與成熟型HCVc174有交互作用,且在空間上互動的證據更支持他們在急性病毒複製或感染時在細胞質中有調節的作用;而在慢性感染時他們可能與進入細胞核的成熟型HCVc174共同調控細胞功能。

 
 
  朱俊憲老師
  Chu CH, Wang S, Li CL, Chen SH, Hu CF, Chung YL, Chen SL, Wang Q, Lu RB, Gao HM, Hong JS. .  Neurons and astroglia govern microglial endotoxin tolerance through macrophage colony-stimulating factor receptor-mediated ERK1/2 signals (Brain Behav Immun.2016 Apr 27. pii: S0889-1591(16)30106-4. doi: 10.1016/j.bbi.2016.04.015.)

本文章主要發現為腦內免疫細胞(Microglia)的內毒素耐受性(Endotoxin tolerance)能力是由神經細胞(Neurons)與星狀細胞(Astroglia)所賦予。其中,神經細胞與星狀細胞會分泌巨噬細胞集落刺激因子(Macrophage colony-stimulating factor; M-CSF),進而活化在Microglia細胞膜上的M-CSF receptor 及其下游ERK1/2路徑,使得Microglia具有內毒素耐受性的能力。而此內毒素耐受型Microglia具備抗發炎的表現型特性(M2-like polarized phenotype),並能進一步保護因內毒素所導致神經細胞與星狀細胞的損害。

Neurons and astroglia govern microglial ET through M-CSFR-mediated ERK1/2 activation to prevent inflammation-induced neuronal damages. Under endotoxin challenge, resting microglia could transform into tolerant phenotype where they produce less pro-inflammatory factors such as TNF-α when encountered a new LPS stimulation. Different from peripheral macrophages, microglia form endotoxin tolerance via a non-cell-autonomous mechanism. Microglia lose their endotoxin tolerance capacity in the absence of neurons and astroglia. The tolerant microglia occur at early stage of neuroinflammation; however they become non-tolerant at later stage of neuroinflammation when neurons and astroglia are injured. M-CSF secreted by neurons and astroglia acts on M-CSFR on microglia to modulate microglia endotoxin tolerance through downstream intracellular ERK1/2 signals