生命科學專業學院—生命科學系
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本系學士班之教育目標為「培育優良之生物科教師及生命科學研究人才」雙軌並行。
因應少子化的衝擊，本系調整相關員額及教學資源之分配，在課程設計及學習活動上，特別注重學生基礎學識、研究能力和研究方法的訓練，使學生可依個人志趣作學習規劃，畢業後有更寬廣的出路。
本系碩、博士班之教育目標則以「培養生命科學研究人才」為主，並兼顧師資培育，故課程設計及學習活動以培養獨立研究能力為主要目標。
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Item Wnt/beta-catenin訊號傳遞路徑基因:ICAT及HBP1之分子變異及肺癌臨床相關性研究(2007) 林素芬研究背景: ICAT (inhibitor of b-catenin and TCF) 和HBP1 (HMG-box transcription factor 1) 抑癌基因分別位於染色體1p36.2和7q31的區域。ICAT和HBP1兩個蛋白質屬於Wnt/b-catenin訊號傳遞路徑的成員，經由拮抗b-catenin/TCF (T-cell factor) 複合體的共同活化作用而抑制Wnt/b-catenin訊號傳遞路徑的功能。因此，本研究假設若ICAT或HBP1有變異的情形發生，可能會造成Wnt/b-catenin訊號傳遞路徑的過度活化而導致腫瘤發生。材料與方法: 我們分析了95位非小細胞肺癌 (non-small cell lung cancer, NSCLC) 病人的ICAT和HBP1蛋白表現、mRNA表現及啟動子過度甲基化情形，並將變異結果和臨床病歷資料做相關的統計分析。我們使用免疫組織染色法 (immunohistochemistry, IHC)，觀察病人ICAT和HBP1蛋白，再以反轉錄-聚合酵素鏈反應 (Reverse-transcriptase polymerase chain reaction, RT-PCR) 分析組織細胞中ICAT和HBP1基因mRNA轉錄是否異常，續以聚合酵素鏈反應為基礎的甲基化分析 (methylation-specific PCR, MSP) 偵測ICAT和HBP1基因的啟動子過度甲基化頻率。結果: 本研究發現95位NSCLC病人中ICAT和HBP1蛋白低表達頻率分為別26% (25/95) 和31.6% (30/95)，ICAT和HBP1 mRNA低表達頻率分別為37.9% (36/95) 和33.7% (32/95)，而ICAT和HBP1基因啟動子甲基化頻率分別為36.8% (35/95) 和45.3% (43/95)；ICAT和HBP1蛋白質/mRNA、mRNA/啟動子甲基化、蛋白質/啟動子甲基化表現彼此間都呈現統計上的顯著相關性 (P<0.05)；我們也發現，原本有HBP1基因變異的肺癌細胞株在經過去甲基化藥物5’-aza-2’-deoxycytidine的處理之後，會使肺癌細胞株HBP1基因啟動子去甲基化與mRNA蛋白質表現量上升。另外，將ICAT和HBP1變異情形和臨床病理資料作統計相關性分析，結果發現，HBP1 mRNA低表達多發生在抽菸 (P=0.035) 及鱗狀上皮細胞肺癌病人 (P=0.021)。為了探討ICAT和HBP1變異是否會引發Wnt/-catenin訊號傳遞路徑的過度活化而導致其目標基因過度表現，因此本研究亦檢測了50位NSCLC病人之Wnt/-catenin目標基因 MMP7 (matrix metallopeptidase 7) 的表現與ICAT和HBP1蛋白失去活性的相關性，研究結果顯示-catenin過度表現同時MMP7 mRNA亦過度表現的病人之間達統計上相關性 (P=0.008)，這些病人中同時有HBP1蛋白失去活性的病例之間統計上亦達邊緣顯著相關 (P=0.069)。結論: 由本研究結果顯示，ICAT和HBP1發生變異，確實在肺癌形成過程中扮演一個重要的角色，其變異主要機制為啟動子過度甲基化。因為ICAT和HBP1變異會失去拮抗b-catenin/TCF複合物活化下游基因的能力，而導致細胞中b-catenin/TCF目標基因，如：MMP7過度表現，進一步導致肺腫瘤的發生或轉移。本研究亦為在癌症病人中首篇完整探討ICAT和HBP1蛋白表現、RNA表現、DNA啟動子過度甲基化的研究論文。Item 肺癌之基因體缺失及其與雙股斷裂修補基因多型性之相關性研究(2006) 謝豐任; Feng-Jen Hsieh研究背景：癌症的形成常常是由於腫瘤抑制基因 (tumor suppressor genes, TSGs) 不表現，或是致癌基因 (oncogenes) 過度活化所造成，因此利用分佈在基因體的微衛星序列 (microsatellite markers)，針對基因體進行異質性喪失 (loss of heterozygosity, LOH) 分析，可以協助我們尋找未知的腫瘤抑制基因。大部分的肺癌組織都有很高的對偶基因缺失頻率 (fractional allelic loss, FAL)，顯示肺癌組織的基因體經常發生DNA缺失，這可能意味著癌細胞的DNA雙股斷裂 (DNA double-strand break, DSB) 修補機制效率不佳，無法將DNA雙股斷裂做適當的修復。細胞中的DNA雙股斷裂修補機制有兩個，分別是同源染色體重組路徑 (homologous recombination pathway, HR) 和非同源染色體末端接合路徑 (non-homologous end-joining pathway, NHEJ)。過去許多研究發現，基因多型性的差異會在某種程度上影響基因的功能或效率，導致不同的疾病發生敏感性，因此我們推測DNA雙股斷裂修補基因的基因多型性可能會影響肺癌的發生風險。 目的與方法：在LOH分析中，本研究使用112個微衛星序列針對84個非小細胞肺癌 (non-small cell lung cancer, NSCLC) 病人進行基因體缺失分析，並且定義最小缺失區域 (minimal deletion region, MDR)，以尋找和肺癌發生相關的腫瘤抑制基因。另外，我們針對NHEJ路徑中的四個基因：Ku70、Ku80、Ligase IV和XRCC4，進行單一核苷酸多型性 (single nucleotide polymorphism, SNP) 分析，以瞭解基因型對於肺癌發生敏感性的影響，並分析這四個基因之間是否有交互作用 (joint effect)。 結果：肺腺癌 (adenocarcinoma, AD) 和鱗狀上皮肺癌 (squamous carcinoma, SQ) 的LOH頻率分別是48%和42%。我們還發現25個MDRs，平均長度是5.18 cM，在AD和SQ中，分別有12和13個MDRs。其中MDRA7p1 (D7S1818-D7S506, 7p12.1-7p12.3) 的缺失和AD有關，而MDRS9p1 (D9S2169-D9S286, 9p24.1-9p24.3) 的缺失則是和SQ及抽菸有關。在SNP分析部分，Ku70和Ku80的基因型分佈在肺癌病人及無癌症族群間沒有顯著的差異 (P>0.05, multivariate logistic regression model)；但是我們發現當個體在Ligase IV (G3539A, Thr9Ile) 帶有高風險基因型 (A/A and A/G) 時，其得肺癌的危險比會明顯的提高 (adjusted odds ratio, aOR=1.64, 95% confidence interval, 95% CI=1.03-2.62, adjusted P=0.038)。此外，當個體在XRCC4 (G275626A, splice-site) 帶有高風險基因型 (G/G) 時，也會有較高的肺癌發生風險 aOR=2.38, 95% CI=1.05-5.76, adjusted P=0.043)。我們還發現在Ku70和Ku80之間，以及Ligase IV和XRCC4都有交互作用的存在，這樣的交互作用會使該個體的肺癌發生風險提高為一般人的4.65倍 (95% CI=1.19-24.08, adjusted P=0.040) 和8.75倍 (95% CI=2.27-57.77, adjusted P=0.006)。 結論：LOH分析以及MDRs的定義，將有利於尋找和肺癌發生有關的基因。SNP的分析，則讓我們瞭解NHEJ基因的基因多型性以及基因之間的交互作用，確實會影響肺癌發生敏感性。Item 一、探討新穎Indolylquinoline衍生物誘導非小細胞肺癌細胞凋亡機制 二、鑑定具有清除肺癌幹細胞的藥物(2014) 巫佩岑; Pei-Tsen Wu一.過去研究利用MTT assay以非小細胞肺癌細胞 (non-small cell lung cancer, NSCLC) 為平台篩選了逾五百種小分子化合物，發現含有indole 及quinoline這兩種官能基的小分子化合物compound A，於低劑量下，會抑制A549及H460這兩株NSCLC細胞生長速率及抑制A549腫瘤生長，但對抑癌基因p53缺失的H1299細胞株則無影響，接著使用western blot, MTT及flow cytometry，證實此藥物會誘導表現野生型p53的細胞產生凋亡，但是p53缺失的H1299細胞對此藥物的敏感度較低，而且不會出現凋亡。本論文內容是繼續探討此藥物對NSCLC細胞的調控生長機制與p53基因型的相關性。實驗主要是將p53缺失的H1299，分別轉殖入p53 DNA-binding domain 位點突變的p53R267P以及野生型p53的細胞株，其次再使用MTT 實驗，發現以此藥物10 µM處理H1299轉殖野生型p53細胞48小時後的生長速率較轉殖p53R267P敏感度高35％，繼續使用propidium iodide及Annexin V進行實驗，證實轉殖野生型p53細胞生長率的降低，是細胞凋亡造成，但以此藥物10 µM處理H1299/p53R267P細胞48小時後，細胞凋亡數目比例較H1299/p53細胞降低39.2％，最後由western blot確認細胞凋亡與p53及其下游poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) 裂解及caspase-3活化的蛋白質相關。這些實驗結果證明此藥物對表現野生型p53的H1299/p53細胞有最佳的治療效果，且野生型p53功能在此藥物誘導的凋亡機制中扮演了重要角色。未來實驗中將持續探討compound A如何降低腫瘤細胞生長，實驗會以癌症類幹細胞為模式，持續研究抑制腫瘤生長及轉移的機制。 二.中草藥療法在近幾年被重視，因為以中草藥搭配放射療法能減低癌症病患副作用，提升體質。本實驗以可能具有較高轉移能力及抗藥性的肺癌類幹細胞為模式，研究中藥苦參 (Sophora flavescens) 、鴨膽子 (Brucea javanica)、夏枯草 (Prunella vulgaris) 及西藥teroxirone 如何抑制肺癌類幹細胞生長。本實驗觀察幹細胞表面標誌Nanog，確認肺癌類幹細胞平臺的建立，接續使用螢光顯微鏡觀察幹細胞在這些藥物處理下，H460, H1299/p53及A549肺癌類幹細胞會隨藥物濃度及時間增加，其數目及形狀明顯的變少及變小，表示具有抑制肺癌類幹細胞生長的潛力，最後再以western blot實驗確認teroxirone會誘導H460肺癌類幹細胞走向p53依賴的細胞凋亡路徑。於先前研究中已知夏枯草可降低肝癌細胞的轉移力，苦參及鴨膽子可抑制A549腫瘤生長，此外，低劑量的teroxirone可抑制肺癌細胞生長及誘導細胞凋亡，所以日後將持續以此類模式探討這些藥物是否能抑制肺癌類幹細胞生長以及降低轉移能力。Item 利用非小細胞肺癌細胞以及動物模式探討中草藥之治療潛力(2013) 韋會妤; Hui-Yu Wei非小細胞肺癌在肺癌中具有高發生率與致死率。文獻報導有許多中草藥含抑制腫瘤生長、血管新生和轉移的能力，同時伴隨較少的副作用。我們先前從十五種臨床上常用的中藥複方中，篩檢出三種對非小細胞肺癌細胞具有抑制能力的複方，分別為三號、五號及十四號藥方。已知此三種複方會造成A549細胞週期停滯進而抑制細胞的生長。我們更進一步使用非小細胞肺癌細胞株H460以及H520為細胞模式，評估這三種複方是否對非小細胞肺癌細胞具有一致的抑制效果，並以A549細胞株於雄性裸鼠進行腫瘤異種移植動物模式，以評估藥方的抗癌效果。在細胞模式中，我們利用細胞存活率(MTT assay)檢測十四號複方對非小細胞肺癌細胞株H460以及H520的半致死率，分別為4.5% 跟3.8%。此外，我們也發現十四號複方具有抑制細胞群落形成，以及造成細胞週期停滯在G1與G2的現象。在異種移植動物模式中，我們投予三種複方後發現三號以及十四號複方可減少腫瘤的大小，以西方墨點轉漬法進一步探討複方藥物處理的結果，我們發現這兩種複方可能藉由將腫瘤內細胞停滯在G2細胞週期以及誘導細胞凋亡的發生。本實驗的結果提供細胞以及動物實驗模式的結果顯示三號以及十四號複方可能具有抗腫瘤的潛力。Item 非小細胞肺癌之基因組缺失圖譜：新基因組缺失及新腫瘤抑制基因之精確定位和其變異分析(2005) 曾若嘉; Ruo-Chia Tseng中文摘要 肺癌為國人癌症死亡的首位，近年來每年約有6000人死於肺癌，但其分子致癌機制至今仍未釐清。由於癌症的形成過程中主要變異的基因為致癌基因 (Oncogenes) 活性過增或抑癌基因 (Tumor suppress genes, TSGs) 失去活性；抑癌基因經研究證明需二個基因座皆變異才導致其失去活性而致癌，其變異的方式多為一基因座產生點突變、小片段鹼基缺失、或啟動子過度甲基化 (promoter hypermethylation)，而另一基因座產生抑癌基因及鄰近區域DNA大片段的缺失，因此異質性缺失 (loss of heterozygosity, LOH) 經常可作為抑癌基因區位的指標。為了偵測肺癌組織之異質性缺失，並瞭解一些特定抑癌基因參與台灣肺癌形成之機制，本研究設計了以下三個主要目標：（1）以微切片（microdissection）取得高純度癌細胞與其配對之正常細胞進行基因體異質性缺失分析，以建立一台灣肺癌基因體異質性缺失圖譜；（2）針對缺失的高頻率區域如染色體1p36.2、10q24.3及 17q24.3所包含的三個抑癌基因ICAT、BTRCP及 AXIN2在肺癌病人中進行DNA、RNA、蛋白質變異分析；（3）針對基因體缺失區域17q24.3設計高密度之微衛星序列，以精確定出缺失區位，再進一步以肺癌細胞株及病人組織進行該區位之異常轉錄產物及啟動子甲基化分析。 目標一：本研究結果顯示以177個微衛星序列進行71位肺癌病人的基因體缺失分析，有20個染色體區位其缺失頻率可達48％以上，其中8個區位尚未有文獻報告，僅在台灣發現；卡方分析統計的結果顯示許多區位的缺失與病人的年齡、性別、抽煙狀況、癌症種類及分期有關，例如：9個微衛星序列與抽煙的病人有關（P值小於0.05）；2個微衛星序列與肺腺癌 (adenocarcinoma) 有關（P值小於0.05）。利用Cox’s多變項分析，3個區位的缺失與病人存活率顯著相關（P值小於0.05）。上述為文獻中針對肺癌最完整的全基因異質性缺失研究，這些與台灣地區非小細胞肺癌有關的異質性缺失，可能用來作為肺癌早期偵測的指標或預後的依據，同時這些區域也可用來尋找一些因為失去功能而導致非小細胞肺癌形成的新穎抑癌基因。 目標二：上述基因體異質性缺失結果顯示，染色體1p36.2、10q24.3及 17q24.3 其基因體缺失的頻率皆高於40%，這三個基因座分別包含wingless (Wnt) 訊號傳遞中的三個重要抑癌基因ICAT、BTRCP及 AXIN2；而Wnt 訊號傳遞與細胞增生、活動及癌化生成是有關連的，並與β-catenin蛋白質降解過程中扮演重要角色。為瞭解在非小細胞肺癌中，AXIN2、BTRCP及ICAT基因是否發生變異，我們利用反轉錄-聚合及免疫組織化學染色法偵測78位非小細胞肺癌及非腫瘤配對肺組織中AXIN2、BTRCP及ICAT基因之異常。研究結果顯示，分別有35%、32%及35%的病人有蛋白質表現異常之情形，其啟動子過度甲基化 (promoter hypermethylation) 亦分別有38%、50%及42%。卡方分析發現AXIN2 mRNA低表現經常發生於腫瘤分期之早期病人，其比例為53%（P值為0.028）；另外免疫組織化學染色法與卡方分析結果顯示AXIN2、BTRCP及ICAT基因蛋白低表現與啟動子過度甲基化顯著相關 (P值<0.001) 而且與β-catenin蛋白過度累積於細胞核中有顯著相關性（AXIN2，P值為0.004；BTRCP，P值為0.013）。顯示抑癌基因ICAT、BTRCP及 AXIN2變異與非小細胞肺癌形成及β-catenin蛋白過度累積有關。本研究結果亦為第一篇針對Wnt pathway之相關抑癌基因AXIN2、BTRCP及ICAT在癌症組織樣本中的完整分子及臨床研究。 目標三：基因體異質性缺失的研究顯示，染色體17q24.3 其缺失的頻率高於50%，推測此區可能有新腫瘤抑制基因。因此我們利用精確缺失定位分析17q24.3在肺癌中之情形，並且針對位於此區之新穎基因LOC51321檢測其在15株肺癌細胞株及53個肺癌組織中各有47%及36%其mRNA低表達的情形。另外，肺癌細胞株CL1-5-F4之LOC51321啟動子甲基化情形及mRNA不表達有相關性。因此推測此新穎基因LOC51321可能參與肺癌形成，且其變異與異質性缺失及啟動子過度甲基化相關。Item Application of Array-Based Epigenomic Technology for the Identification of Hypermethylated CpG Site in Lung Cancer Patients(國立臺灣師範大學生命科學學系, 2009-06-??) 張哲維; 黃培瑛; 許瀚水; 溫喬凱; 張玉生; 蘇銘燦; 王憶卿Item Analysis of the AXIN2 Gene Expression in Non-Small Cell Lung Cancer(國立臺灣師範大學生命科學學系, 2005-06-??) 曾若嘉; 曾傑; 許瀚水; 王憶卿肺癌在世界上是最普遍的惡性腫瘤之一，並且在包括台灣的工業化國家是癌症死亡的主要原因；因此，探索哪些基因參與肺癌之形成是很重要的。Wingless (Wnt)訊號傳遞與細胞增生、活動及癌化生成是有關連的，在Wnt訊號傳遞途徑中，Axis inhibition protein 2 (AXIN2)蛋白的功能如同骨架蛋白，在β-catenin蛋白質降解過程中扮演重要角色，推測AXIN2基因在此訊號傳遞途徑中似具有腫瘤抑制功能。為瞭解在非小細胞肺癌中，AXIN2基因表現是否發生變異，我們利用反轉錄－聚合酶及免疫組織化學染色法偵測56位非小細胞肺癌及非腫瘤配對肺組織中AXIN2基因之異常。反轉錄－聚合酶分析的結果顯示，45%的病人AXIN2基因之mRNA表現有降低的情形。卡方分析發現mRNA低表現經常發生於腫瘤分期之早期病人，其比例為54% （P值為0.048），達顯著相關；另外，亦發現mRNA低表現與年老病人是有相關性的（P值為0.052）。免疫組織化學染色法分析結果顯示36%的非小細胞肺癌樣本有AXIN2蛋白質低表達之情形。卡方分析發現AXIN2蛋白質低表達經常發生於良好或中度之腫瘤分化分期（P值為0.023），達顯著相關。我們的研究結果顯示，非小細胞肺癌中AXIN2基因之mRNA及蛋白質表現的變異是經常發生的，而且可能與肺癌早期形成有關。