細胞生物學暨藥物傳輸系統實驗室
對於生技產業而言,無論是發展類新藥、全新化合物新藥或生物製劑 (biologics),藥物劑型與投藥路徑,都扮演著關鍵性的角色。我們實驗室目前主要是藉由藥物傳輸系統的研發,來進行腫瘤及感染性疾病治療的轉譯醫學研究。目前我們實驗室除了執行科技部及教育部計畫外,也承接業界所委託的產學合作計畫。
用以攜帶小分子及核酸的脂質載體 (lipid-based nanocarrier) 藥物開發
以脂質為基底的藥物遞送系統如微乳化 (microemulsion)、微脂體 (liposome) 或脂質奈米顆粒 (lipid nanoparticle,LNP),正迅速成為臨床應用上的藥物遞送系統。在用於腫瘤治療的奈米載體藥物開發上,我們實驗室將光感物質和化療藥物一起包埋在微脂體內而成為同時具有光動力治療與化學治療的雙效微脂體藥物製劑,這一技術平台已經取得台灣及美國專利並技轉予國內生技業者。現階段我們更進一步導入品質源於設計 (quality by design,QbD) 的概念,藉由微流體 (microfluidics) 製程來開發用以攜帶小分子或核酸藥物的微脂體和脂質奈米顆粒,以作為腫瘤及感染性疾病的治療,深化我們在奈米藥物遞送系統發展。
我們實驗室也建立適用於口服或局部給藥用之自微乳化藥物遞送系統平台 (Self-microemulsifying drug delivery system, SMEDDS),來解決化學分子藥物的溶解度和生體可用率 (bioavailability) 低的問題。
用於感染性疾病治療的藥物製劑發展
在治療感染性疾病的藥物遞送系統發展上,我們藉由溫控水膠 (sol-gel)、微胞 (micelle) 及幾丁聚醣水凝膠 (chitosan hydrogel) 等製劑來攜帶5-氨基酮戊酸 (5-aminolevulinic acid,ALA) 及甲苯胺藍 (toluidine blue O,TBO) 等光感物質或是抗生素,以進行牙周病及皮膚微生物感染或是扁平疣的治療。
粒線體功能在腫瘤細胞發展過程的調控機制探討
粒線體在真核生物細胞中除了進行氧化代謝來產生 ATP 外,也是控制細胞凋亡的主要胞器。近年來已有愈來愈多證據指出粒線體功能失調和許多疾病相關,包括腫瘤的生成與神經退化疾病。我們目前的研究重點在於探討光動力效應對粒線體傷害所引發的氧化致壓效應,如何藉由表觀遺傳機制來調控基因表達以及後續生物效應。在乙醯化的表觀遺傳研究中,我們首先揭露光動力致壓效應能顯著提升腫瘤細胞中組蛋白乙醯化轉酶 (histone acetyltransferase) p300HAT 的表現及活性,進而促使促存活分子 COX-2 及 survivin 表現增加,以作為腫瘤細胞存活的方式,這當中屬於 MAPKs 家族的 p38 則扮演關鍵性的角色。而在甲基化方面的研究,我們發現氧化致壓效應會經由 p53 的活化而提升 DNA methyltransferase 1 (DNMT1) 的表現量,來調控氯離子通道蛋白 (chloride intracellular channel 4, CLIC4) 基因啟動子上的甲基化,進而抑制 CLIC4 的表現。此外、我們也發現致壓下所活化的 DNMT1 也會調控細胞內hTERT基因的表現,進而揭露 hTERT 基因第一個外顯子上 CTCF 結合位的 DNA 序列能形成 G-quadruplex 和 hairpin 的結構,而其相對穩定性與其甲基化程度有關,並影響著轉錄阻遏因子 CTCF 之結合。這些研究成果證實,DNA 二級結構中 G-quadruplex 和 hairpin 在甲基化下的競合關係,影響著轉錄因子結合上去的能力。