研究領域 Research Fields
緣起 Purpose
本研究室主要是以分子生物技術、生物資訊、流行病學方法, 進行藥理毒理、生醫感測、表觀遺傳之精準生物醫學研究,
探討影響人體健康的目標基因、蛋白質表現與環境因素之關連性,
旨在瞭解人體對於疾病的易感受程度和抵禦能力,發展標靶基因生醫檢測技術、舊藥新用,
並連結『人體基因體資料庫』、『癌症基因體資料庫』、『就醫健康保險資料』和『環境監測資料』進行大數據分析,
建立因果關係和調控模式,作為後續疾病預防和基因治療之依據。
目標 Mission
以精準生物醫學概念,探討影響因素,建立因果預測模式和檢測技術,進而預防疾病,發展個人化醫藥。
Study on Precision Medicine for Pharmacotoxicology, Biosensor, Epigenetics and Drug Repurposing
- 分子流行病 Molecular Epidemiology
- 生醫檢測 Biomedical Sensor
- 癌病標靶機轉 Cancer Biomarker & Targeting
- 藥理毒理 Pharmacology and Toxicology
- 老藥新用 Drug Repurposing
- 大數據基因網絡生物資訊 Big Data of Gene-network Bioinformation
- 基因體研究 Genome-Wide Association Study (GWAS)
- 轉譯醫學精準醫療 Translation & Precision Medicine
緣起 Purpose
本研究室主要是以分子生物技術、生物資訊、流行病學方法, 進行藥理毒理、生醫感測、表觀遺傳之精準生物醫學研究,
探討影響人體健康的目標基因、蛋白質表現與環境因素之關連性,
旨在瞭解人體對於疾病的易感受程度和抵禦能力,發展標靶基因生醫檢測技術、舊藥新用,
並連結『人體基因體資料庫』、『癌症基因體資料庫』、『就醫健康保險資料』和『環境監測資料』進行大數據分析,
建立因果關係和調控模式,作為後續疾病預防和基因治療之依據。
目標 Mission
以精準生物醫學概念,探討影響因素,建立因果預測模式和檢測技術,進而預防疾病,發展個人化醫藥。
Study on Precision Medicine for Pharmacotoxicology, Biosensor, Epigenetics and Drug Repurposing
研究方向 Research Interests
研究主題 Research Topics
研究計畫 Research Grants (工程技術學門 / 生命科學學門)
<產學計畫>
<一般型計畫>
研究介紹 Introduction to Research
奈米銀暴露與腦神經退化性疾病之影響
奈米粒子(nanoparticles; NPs)為粒徑小於100 nm的分子,具有高度沉積性,能經由血液循環系統累積於身體器官。隨著奈米科技的發展,將銀奈米化後產生的奈米銀粒子(silver nanoparticles; AgNPs),由於表面積大幅增加且具有抗菌性,廣泛應用於生活用品中,如含銀衣物、化妝品、衛生用品及食品容器,使得人體暴露於奈米物質可能造成之健康風險大幅提升。已有研究指出經呼吸系統進入之NPs,可由血液循環通過血腦屏障,進入腦及中樞神經系統中,造成發炎反應,可能誘發神經退化性疾病,如阿茲海默症(Alzheimer's disease; AD)。本研究主要藉由小鼠腦部調控細胞行為的星狀膠質細胞(murine brain ALT astrocytes)、調控發炎反應的微膠質細胞(microglial BV-2 cells),及調控神經訊號傳遞的腦神經瘤細胞 (neuroblastoma Neuro2a (N2a) cells)暴露3-5 nm AgNPs,探討AgNPs可能誘發發炎反應及神經退化性疾病相關基因表現之效應。
脊髓性肌肉萎縮症修飾基因分析
脊髓性肌肉萎縮症(spinal muscular atrophy; SMA)是一種遺傳性的神經退化性疾病,其主要致病原因為病人先天上的survival of motor neuron 1 (SMN1) 基因缺陷,使得體內SMN蛋白表現量不足所致。SMN蛋白缺損影響為多重器官性,除了主要的運動神經元功能,在其他器官與組織功能上,如心肺功能,血管生成,甚至肝臟與腸道功能等,也有相當程度的影響。研究目的分為以下部分: (1) 探討Type I和Type III SMA患者均為SMN缺陷,但發病時間和嚴重度不同之分子機制; (2) 以SMA老鼠模型分析本研究所得之modifiers是否在胚胎發育或疾病早期即產生影響,或是出生後逐漸喪失功能,從而導致不同的發病時間; (3) 測試本研究分析出的modifiers在SMA病人血液檢體是否可依照疾病嚴重度呈現差異; (4) 利用藥物調控modifier的表現,觀察SMA老鼠之病理機制、存活率及基因層次之影響,提供未來治療之依據。
塑化劑雙酚A暴露對於子宮內膜癌之基因調控探討
雙酚A (bisphenol A; BPA)是一種塑化劑,廣泛添加於聚碳酸酯(polycarbonate; PC)或環氧樹酯(epoxy)塑膠製品、牙科填充物,以及食品罐頭內層塗料。BPA為一種環境荷爾蒙,會與雌激素競爭雌激素受體,影響內分泌作用和細胞生長發育。子宮內膜增生為子宮內膜癌發生之危險因子之一。本研究室早期已發現子宮內膜增生之婦女其血液中BPA含量較正常婦女為高;也發現BPA會誘發人類子宮內膜癌細胞(human endometrial cancer RL95-2 cells)發炎反應及促使細胞增生之基因表現。已有研究指出子宮內膜癌症患者有異常microRNAs (miRNAs)表現。因此,本研究欲探討BPA是否會影響miRNAs調控,改變基因表現,誘發人類子宮內膜細胞癌化反應。研究目的為:一、BPA暴露是否干擾miRNAs及其調控基因mRNAs之表現;二、評估BPA暴露影響之基因表現是否與子宮內膜癌患者中異常調節之基因功能有相關性。三、BPA暴露影響之miRNA調控基因路徑是否導致癌化。
利用基因網路研究不同表型子宮內膜癌之基因印記及應用在雙酚A之毒性評估
子宮內膜癌是常見的婦女惡性腫瘤,近年來發生率持續攀升。許多的研究者已針對子宮內膜癌化過程進行研究,發現了不同表型的基因印記。然而,目前尚未有利用基因網路分析(gene network analysis)的方式,進行子宮內膜惡性腫瘤的表型分類和癌化機制之探究。因此本研究匯整不同平台子宮內膜癌之基因晶片,將其整合為一個大尺度的基因資料庫,利用weighted gene co-expression network (WGCNA)及elastic-net regression model的整合性模式,重新建構子宮內膜癌之基因網路,並找出影響子宮內膜癌癌化過程的基因印記。
- 分子流行病學 (Molecular Epidemiology)
- 藥理毒理學 (Pharmaco-toxicology)
- 精準生物醫學 (Precision Biomedicine)
- 微陣列基因晶片分析基因表現與蛋白質體研究 (Microarray gene chip for gene expression and proteomics study)
- 氧化傷害和發炎反應之細胞傳遞訊息 (Cellular signal transduction of oxidative damage and inflammation)
- 環境基因: 基因、人體健康與環境交互作用 (Ecogenetics: interactions between gene, human health and environment)
研究主題 Research Topics
- 奈米銀暴露對腦神經退化性疾病之影響 (Effect of silver nanoparticle exposure on cerebral neurological degenerative diseases)
- 脊髓性肌肉萎縮症修飾基因與疾病進程之分析 (A transcriptomic meta-analysis for identifying disease modifiers corresponding to severity spectrum in spinal muscular atrophy)
- 乳癌、子宮內膜癌之轉移性基因網絡與調控路徑分析 (Gene network and regulatory pathway analysis of metastasis in human breast cancer and endometrial cancer)
- 塑化劑雙酚A暴露對於胎兒發育、子宮內膜細胞癌化、大腸細胞癌化、青壯年心血管疾病之基因調控和代謝質體學探討 (BPA exposure induces genetic and metabolic alteration in fetal development, endometrial carcinogenesis, colorectal carcinogenesis, and cardiovascular diseases)
- 荷爾蒙干擾物基因甲基化及脂肪激素分泌影響 (Distribution of endocrine-disrupting chemicals and its effect on epigenetics and adipokine secretion)
研究計畫 Research Grants (工程技術學門 / 生命科學學門)
<產學計畫>
- 台大醫院合作計畫:開發高通量細胞晶片即時偵測微小核糖核酸指標應用於結核病之診斷
- 台大醫院合作計畫:國人血液中持久性污染物暴露及其影響淋巴癌相關微小核糖核酸調控之探究
- 台大醫院合作計畫:ARNT基因表現在骨髓化生不良症候群的致病機轉及其臨床角色(co-PI)
- 產學合作計畫:以居家照護預防腦中風病人惡化之行動檢測尿素氮訊號裝置開發(co-PI)
- 產學合作計畫:應用於提升生物基因轉殖影像分析辨識之系統技術開發(co-PI)
- 產學合作計畫:開發可攜式快篩農藥殘留之螢光系統
- 產學合作計畫:開發以螢光影像顯示之農藥殘留快篩偵測系統
- 產學合作計畫:以基因網路分析探討發炎誘導近視進程相關基因並以MFD小鼠模型評估多巴胺促進劑對於近視治療效果與機轉研究
<一般型計畫>
- 國人血液中持久性污染物暴露及其影響淋巴癌相關微小核糖核酸調控之探究
- 奈米塑膠微粒於消化液與血清中之物化特性分析與其對小鼠腸道發炎及組織分布影響之研究(co-PI)
- 結合生物資訊分析和細胞模式探究鄰苯二甲酸酯影響大腸細胞生長特性
- 國人血液中持久性污染物偵測及淋巴癌危害評估
- 發展即時偵測灰塵中過敏原、塑化劑和阻燃劑監測系統
- 奈米銀及奈米二氧化鈦對神經系列細胞之發炎表現及致毒機轉之探討
- 建立雷射剝蝕感應耦合電漿質譜與核磁共振影像整合平台(co-PI)
- 建立調控轉錄體和表觀基因體關連性表現之整合分析方法:以分析母親暴露雙酚A對於孩童發育影響為例
- 環境中雙酚A流佈及其母體暴露對於孩童健康之影響評估--以表觀遺傳學評估母親暴露雙酚A對於孩童發育和肥胖之風險
- 人體中環境荷爾蒙雙酚A生物偵測及其脂肪激素基因甲基化之關聯性探討
- 多溴二苯醚之生物脂肪累積性及後代基因毒性影響
- 抗氧化性硫醇還原素基因對於人類呼吸道細胞抵禦環境二手煙傷害之調控作用
- 人類呼吸道上皮細胞之IL-15表現及其暴露環境毒物之調控機制
- 空氣污染物對國小學童氣喘之健康風險評估-不同交通流量對國小學童氣喘與鼻病毒暴露及氧化傷害健康風險評估(co-PI)
- 我國異常氣候之發生、預測、衝擊研究與事件評估與管理-異常氣候和水文分布對心血管、呼吸道及腸胃道疾病發生之衝擊與時空模式分析
- 職場從業人員檳榔嚼食盛行率及影響因素探討-單一區域多職場類
- 消防隊員氧化傷害與聽力損失之關聯性研究(co-PI)
研究介紹 Introduction to Research
奈米銀暴露與腦神經退化性疾病之影響
奈米粒子(nanoparticles; NPs)為粒徑小於100 nm的分子,具有高度沉積性,能經由血液循環系統累積於身體器官。隨著奈米科技的發展,將銀奈米化後產生的奈米銀粒子(silver nanoparticles; AgNPs),由於表面積大幅增加且具有抗菌性,廣泛應用於生活用品中,如含銀衣物、化妝品、衛生用品及食品容器,使得人體暴露於奈米物質可能造成之健康風險大幅提升。已有研究指出經呼吸系統進入之NPs,可由血液循環通過血腦屏障,進入腦及中樞神經系統中,造成發炎反應,可能誘發神經退化性疾病,如阿茲海默症(Alzheimer's disease; AD)。本研究主要藉由小鼠腦部調控細胞行為的星狀膠質細胞(murine brain ALT astrocytes)、調控發炎反應的微膠質細胞(microglial BV-2 cells),及調控神經訊號傳遞的腦神經瘤細胞 (neuroblastoma Neuro2a (N2a) cells)暴露3-5 nm AgNPs,探討AgNPs可能誘發發炎反應及神經退化性疾病相關基因表現之效應。
脊髓性肌肉萎縮症修飾基因分析
脊髓性肌肉萎縮症(spinal muscular atrophy; SMA)是一種遺傳性的神經退化性疾病,其主要致病原因為病人先天上的survival of motor neuron 1 (SMN1) 基因缺陷,使得體內SMN蛋白表現量不足所致。SMN蛋白缺損影響為多重器官性,除了主要的運動神經元功能,在其他器官與組織功能上,如心肺功能,血管生成,甚至肝臟與腸道功能等,也有相當程度的影響。研究目的分為以下部分: (1) 探討Type I和Type III SMA患者均為SMN缺陷,但發病時間和嚴重度不同之分子機制; (2) 以SMA老鼠模型分析本研究所得之modifiers是否在胚胎發育或疾病早期即產生影響,或是出生後逐漸喪失功能,從而導致不同的發病時間; (3) 測試本研究分析出的modifiers在SMA病人血液檢體是否可依照疾病嚴重度呈現差異; (4) 利用藥物調控modifier的表現,觀察SMA老鼠之病理機制、存活率及基因層次之影響,提供未來治療之依據。
塑化劑雙酚A暴露對於子宮內膜癌之基因調控探討
雙酚A (bisphenol A; BPA)是一種塑化劑,廣泛添加於聚碳酸酯(polycarbonate; PC)或環氧樹酯(epoxy)塑膠製品、牙科填充物,以及食品罐頭內層塗料。BPA為一種環境荷爾蒙,會與雌激素競爭雌激素受體,影響內分泌作用和細胞生長發育。子宮內膜增生為子宮內膜癌發生之危險因子之一。本研究室早期已發現子宮內膜增生之婦女其血液中BPA含量較正常婦女為高;也發現BPA會誘發人類子宮內膜癌細胞(human endometrial cancer RL95-2 cells)發炎反應及促使細胞增生之基因表現。已有研究指出子宮內膜癌症患者有異常microRNAs (miRNAs)表現。因此,本研究欲探討BPA是否會影響miRNAs調控,改變基因表現,誘發人類子宮內膜細胞癌化反應。研究目的為:一、BPA暴露是否干擾miRNAs及其調控基因mRNAs之表現;二、評估BPA暴露影響之基因表現是否與子宮內膜癌患者中異常調節之基因功能有相關性。三、BPA暴露影響之miRNA調控基因路徑是否導致癌化。
利用基因網路研究不同表型子宮內膜癌之基因印記及應用在雙酚A之毒性評估
子宮內膜癌是常見的婦女惡性腫瘤,近年來發生率持續攀升。許多的研究者已針對子宮內膜癌化過程進行研究,發現了不同表型的基因印記。然而,目前尚未有利用基因網路分析(gene network analysis)的方式,進行子宮內膜惡性腫瘤的表型分類和癌化機制之探究。因此本研究匯整不同平台子宮內膜癌之基因晶片,將其整合為一個大尺度的基因資料庫,利用weighted gene co-expression network (WGCNA)及elastic-net regression model的整合性模式,重新建構子宮內膜癌之基因網路,並找出影響子宮內膜癌癌化過程的基因印記。