Research & Discoveries

抗體標靶化微脂體在癌症診斷及治療之應用

本研究設計以微脂體(liposome)做為藥物載體，其構造類似於生物體內的細胞膜，因此具有相當好的生物相容性，可增強滲透和滯留效應(Enhanced Permeability and Retention, EPR)。微脂體能攜帶大量藥物及氧化鐵奈米粒子(MnMEIOs)，於表面修飾上具專一性標靶化之抗體，便能將藥物帶至目標位置累積並釋放，有效降低對正常組織之傷害，並促使腫瘤細胞將奈米粒子吞噬，期望能有效提高治療以及影像診斷的效果。
此抗體源自於駱馬之重鏈抗體 (heavy chain antibody, HCAb)，由於缺少第一段固定區(first constant domain, CH1)，因此重鏈以單一區域的方式與 抗原結合，此區域稱為重鏈抗體變異區(variable domain of heavy chain, VHH)，且分子量也較小。利用抗體基因工程技術製備成嵌合式單株抗體(chimeric mAb)，將人源的 Fc 接上其他 來源的 Fv，藉此大幅提升其穩定性及親和力。

癌症、血管新生、傷口癒合及阿茲海默症等疾病之藥物開發

在1992年，Science期刊將NO評選為年度分子，由其標題“NO News Is Good News”便可知道NO的重要性，開啟了NO研究的新紀元，NO已成為新興的重要研究領域。一氧化氮在細胞中是一種可以調控各種生理活動的訊號分子，現今一氧化氮釋放劑 (NO-donor drugs)在臨床研究還有實驗都已經有在進行。血管新生 (angiogenesis) 是一個生理上新的微血管從現有存在的血管中發展成一個血流供應系統的過程。在此過程中，血管外細胞會分泌各種不同的訊息因子。
阿茲海默症(Alzheimer‘s Disease, AD)是一種複雜的神經退化性的腦部疾病，該疾病會導致記憶減退、認知障礙、行為能力受損等問題，並且會隨著時間惡化，最終導致死亡。根據目前在NO訊息傳導的認知上，本研究室正致力於更強效及特異性的一氧化氮釋放劑，進而藉由提供快速或緩慢釋放NO之一氧化氮釋放劑，而達到治療癌症、血管心傷、傷口復原及阿茲海默症等疾病之功效。

光學分子影像探針

本研究室已開發NO, ONOO–及H2S等多種螢光探針，螢光探針常用於觀察細胞生物影像，同時過去發表的研究中提及也可作為特定疾病的感測器，同時，離子、reactive oxygen species (ROS)、第二傳訊的生物因子在生理環境下都佔有舉足輕重的角色，並在化學感測受到極大的關注。在現今的腫瘤醫學研究中，觀察在腫瘤間質細微的流動，仍然是個巨大的挑戰，目前大部分的研究在細胞酸鹼值的檢測。在診斷上，標靶特異性、訊雜比，仍是目前需要努力的地方。

生物醫學診斷晶片之開發

本研究中生物感測器的製作是通過將MOF材料(NH2-MIL-88B-(Fe2Co)-MOF)修飾於泡沫鎳基板上來得到具有胺(amine)官能基的電極，而後將具胺官能基的電極(NH2-MIL-88B-(Fe2Co)-MOF/NF)與抗cTnI抗體進行生物界面連接，最終生成(Ab-NH2-MIL-88B-(Fe2Co)-MOF/NF)電極，以用來偵測急性心肌梗塞生物標誌物-心肌肌鈣蛋白I(cTnI)，並藉由電化學阻抗值譜(EIS)來偵測的電荷轉移阻抗（Rct）的變化來分析緩衝液及血清中的 cTnI。

具專一性辨識生物標誌(biomarker)之影像探針及前驅藥物應用於腫瘤之早期診斷與治療

Legumain為一種半胱氨酸蛋白酶，能夠專一辨識受質中的Asn而切斷其C端的肽鍵，已被發現於許多實體腫瘤 (solid tumor) 中會大量表現，且與癌細胞擴散能力有關，此外Legumain於腫瘤的微環境中亦會大量表現，如腫瘤相關巨噬細胞 (tumor-associated macrophage) 表面、內皮細胞 (stromal cell)表面等。
前驅藥是一種能降低副作用，增加藥物選擇性的方式，傳統是經由化學修飾來改善其藥理特性 (如溶解度、穩定度、穿透性等)，近期研究則致力於將藥物與專一性分子連接形成標靶性前驅藥 (targeted prodrug)，其中能被酵素剪切的前驅藥 (enzyme cleavable prodrug) 為許多研究發展標靶性前驅藥的策略。
本研究設計出對Legumain酵素具有目標性之胜肽，並於胜肽兩端鍵結近紅外光螢光團與臨床化療或免疫藥物，可用於偵測Legumain之活性，亦能將藥物帶至Legumain大量表現的腫瘤處，藉由酵素將肽鍵切斷而釋放出藥物，發展具專一性辨識的前驅藥。