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長庚科技大學慢性疾病暨健康促進研究中心
讀書會

定期舉辦讀書會並邀請各專家學者演講,以提供教師最新知識及資訊,進而提升教學及研究品質。

 

  • 目的:

提供教師交流的管道,並激發研究構想,進而建立涵蓋基礎、臨床醫學與護理各學門專家的跨學科跨領域研究團體,提昇研究效能。

 

2019年讀書會

從反應瓶到生物工廠,從基礎研究到產品開發

嘉南藥理大學藥學系 李冠漢教授

Email:kuanhanlee@mail.cnu.edu.tw

 

有機合成是合成化學的一個分支,主要是經由各式各樣的有機反應來建構有機分子,歷史上許多合成有機化學家曾對於全合成的領域做出不少貢獻。1965年諾貝爾化學獎得主羅伯特·伯恩斯·伍德沃德(Robert Burns Woodward)被公認為是有機合成之父,曾經作過許多傑出的有機合成,例如葉綠素、維生素B12和番木鱉鹼等等。其它較晚期的例子包括K. C. Nicolaou與Samuel Danishefsky在紫杉醇合成上的研究。目前多屬有機合成的標的化合物集中在藥物分子上,以合成方法量產具有療效的化合物。

真菌應用於食品及藥物領域歷史悠久,除可直接食用外,人們也利用真菌進行食物的發酵與酒品的釀造。藥用真菌泛指所有使用於醫療用途的真菌,「神農本草經」中收錄靈芝、茯苓等真菌類藥材,至今仍在中藥界中占有重要的地位。近年來,真菌的醫藥用途逐漸受到重視,例如:提升免疫等效果,真菌的生長迅速,在適當的環境調控和營養供給之下,能源源不絕的發揮生物產能,是一種完美的生物工廠,如何有效運用生物工廠,為我們產生更有用處的產品,是研發努力的目標。

近年來,產學合作成為顯學,如何有效的將基礎研究的成果,順利轉換成為有用的產品,是多數學校追求的目標,也是深耕的重點領域。找出自己的優勢,盤點特色與強項,走向對的方向,是產品開發成功的要素,多討論、多溝通,隨時虛心接受建議,更是產學合作的關鍵。

 

 

天然物成分在抗腫瘤促氧化機制的探討
長庚科技大學嘉義分部主任 李江文教授

          麵包果樹種(Artocarpus species)主要生長於東南亞,廣泛用於食品、傳統醫藥、農業和工業中。麵包果素(artocarpin)是一種異戊二烯類黃酮(isoprenyl flavonoid)在麵包果樹種中大量存在,如麵包樹(Artocarpus altilis)或波羅蜜中(Artocarpus heterophyllus)。麵包素具有多種藥用的潛能,本實驗室針對麵包素在抗癌的研究顯示,麵包素可以對於非小細胞肺癌細胞株(A549)表現出細胞毒性(cytotoxic)作用,其可能是透過迅速誘導活性氧物質(reactive oxygen species)的產生,進而造成細胞蛋白激酶(kinases)的活化,包括Erk1/2p38AktS473等細胞路徑來達成。我們提出麵包素可通過Nox衍生的ROS產生來增強ERK/p38/p53依賴性蛋白路徑或獨立的AktS473/NF-κB/c-Myc/Noxa級聯來誘導非小細胞肺癌細胞凋亡。而在多形性膠質母細胞瘤細胞上(Glioblastoma multiforme, U87, U118),麵包素亦具有細胞毒殺作用,其誘導的細胞凋亡係經由線粒體途徑介導之活性氧物質產生,並與下游胱天蛋白酶(caspase)活化和聚ADP-核糖聚合酶(poly (ADP-ribose) polymerase)切割相關。

          此外,麵包素可以對於紫外線BUVB)輻射誘導的光損傷發展產生保護作用,可減少紫外線B對於組織的傷害(例如脫屑、表皮增厚和曬傷細胞形成),具有抗氧化與抗發炎的作用,其透過降低活性氧物質和脂質過氧化的量,進而顯著降低腫瘤壞死因子tumor necrosis factor-α)和白細胞介素-1βinterleukin-1β)的表現,從而下調炎症蛋白,包括細胞溶質磷脂酶A2cytosolic phospholipase A2)和環氧合酶-2cyclooxygenase-2)等。總之,本實驗的研究成果表明,麵包素具有作為抗癌製劑的潛力,並可能成為醫學和化妝品中有用的光保護劑,可減少紫外線B對於皮膚組織的傷害。

 

 

四氫薑黃素藉由抑制活化與自噬的肝臟星狀細胞減弱四氯化碳所誘導的肝纖維化

國立高雄海洋科技大學水產食品科學系蔡美玲教授

          薑黃素 (curcumin; CUR) 的主要代謝物,四氫薑黃素 (tetrahydrocurcumin; THC),具有良好的生物利用性與高抗氧化活性,能有效的抑制 dimethylnitrosamine (DMN) 所誘導的肝纖維化。但目前對於四氫薑黃素與薑黃素抑制肝纖維化的機制尚未清楚。因此,本研究以四氯化碳 (carbon tetrachloride; CCl4) 誘導大鼠肝纖維化模式(一周兩次CCl4,持續8周),評估 THC 抑制 CCl4 所誘導的肝纖維化之活性與相關分子機制。實驗數據發現,大鼠合併處理 THC 10 與 50 mg/kg的劑量能顯著改善由 CCl4 誘導而提升的血清 ALT (alanine aminotransferase) 及 AST (aspartate aminotransferase) 含量。肝臟組織切片分析也發現大鼠合併處理 THC 10 與 50 mg/kg 均有顯著改善 CCl4 所引起的肝臟結構變性 (hepatic degeneration),包括發炎細胞浸潤 (inflammatory cell infiltration)、脂肪空泡 (ballooning degeneration)、橋狀纖維形成 (bridging fibrosis) 、細胞凋亡 (apoptosis) 等現象。本篇研究也證實大鼠以 CCl4 誘導並合併處理 THC 10 與 50 mg/kg 能夠透過抑制 TGF-β/Smad pathway 及 TAK1/JNK/p38 pathway 進而減少肝臟中α-smooth muscle actin (α-SMA) 及 collagen I 基因與蛋白質的表現。進一步將肝臟組織進行雙染試驗結果證實,以 CCl4 誘導並合併處理 THC 10 與 50 mg/kg 能降低 autophagy,抑制肝臟星狀細胞活化,進而減緩肝纖維化病程。綜合以上結果證實 THC 相較於 curcumin 更具有成為抗肝纖維化的潛力化合物,且具開發為保健食品之未來性。

          除了在學術領域中積極參與外,亦透過產學合作方式,將「食品加工廢棄產物再利用」的理念推廣出去,因台灣漁業資源相當豐富,水產品加工廠更為興盛,但所衍生出的水產副產物不但造成資源浪費亦對環境造成汙染的問題也相當嚴重,因此為提高漁獲物的附加產值,透過這些水產加工業所產出的副產品,輔導漁民將魚皮、魚鱗、魚鰭等分別開發出不同產品,目前已由魚皮、魚鱗中萃取出膠原蛋白,將魚皮中萃取出的膠原蛋白進行傷口修復實驗,同時挑出有效成分開發成各式化妝品,並將魚鱗中的膠原蛋白開發為創意產品技轉給廠商並申請新型專利第M541736號「魚鱗粉圓構造」,而魚鰭所萃取出的魚油亦拿到發明專利第I541340號「製造魚油之方法」,達成廢棄物再利用的概念與環境污染的減少。

 

 

天然物萃取小分子猴頭素減緩大鼠創傷性腦震盪誘導微膠質細胞發炎之研究

Hericium erinaceus mycelium isolated novel erinacines on inhibition neuroinflammation in vivo traumatic brain injury (TBI) animal model

長庚科技大學嘉義分部護理系 郭星君教授

     猴頭菌在中國是傳統且珍貴藥食兩用真菌,擁有多種有效的生理活性成分,猴頭菇菌絲體萃取物包括多種小分子猴頭素等。『意外事故死亡』近幾年來一直佔據著台灣十大死因的前三名,特別是創傷性腦損傷,會導致行為記憶喪失及腦神經元損傷。我們初步研究結果,顯示猴頭菇菌絲體凍乾品具有減緩大鼠腦創傷平衡行為之腦震盪的影響。然而猴頭菇菌絲體萃取物猴頭素,對治療腦創傷後隨之產生的影響、神經保護及抑制神經性發炎的產生的機制仍不甚清楚。

          目的:本計劃將繼續探討猴頭菌菌絲體萃取物猴頭素A、猴頭素C、猴頭素S,是否治療腦創傷後腦神經元損害與及抑制微膠質細胞發炎。藉由探討神經細胞生長可塑性(PAK1/cdc42/PI3K/AKT/LIMK2/MEK)之影響,與抑制神經性發炎訊息路徑(CCAAT/enhancer-binding protein delta (CEBPD))/CXCL10/CCL5,分別觀察猴頭素 A(C25H36O6, 432.557,PubChem CID: 9867477)、猴頭素C (C25H38O6, 434.573,PubChem CID: 15235994)、猴頭素S (C25H34O6, 430.541,PubChem CID: 127047879),在大腦組織保護神經細胞的生長與抑制微膠質細胞發炎的作用機制。

          猴頭菇菌經由管餵食或腹腔注射猴頭素A、猴頭素C、猴頭素S,再以大鼠腦創傷動物模式誘導多神經細胞損傷,測量平衡行為之腦震盪的影響,並犧牲動物採集腦組織,與病理學切片免疫染色分析神經細胞的生長與抑制微膠質細胞發炎的作用機制。

  本讀書會分享,如何探尋作用腦神經疾病之機制,並評估天然萃取物猴頭素參與腦創傷神經保護及抑制神經性發炎。這個初步結果可以提供輔助的治療並且闡明猴頭素在腦創傷中機制並提供理論基礎,顯示此猴頭菇菌健康產品將來可以輔助治療創傷性腦損傷的防制。