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研究發展

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實驗室名稱:基因剪輯與抗癌研究室

主持人:李嘉華老師

基因治療(gene therapy)自從基因組編輯(genome editing)技術出現後取得快速進展,基因組編輯利用引導序列(guide sequence)可將一段基因從一特定位址精確的剔除(knock out)或插入(knock in)以達到疾病治療目的。CRISPR原是細菌或古菌的後天免疫系統,當細菌捕獲入侵的病毒後,會剪輯留下病毒的一個DNA片段當成記憶,做為未來免疫防衛之用。Cas9是一種內切核酸酶(endonucleases)蛋白質。結合兩種物質組成的系統CRISPR/Cas9便可以用來執行基因組編輯的功能。

本實驗室近年也跨足基因編輯技術用於癌症治療的領域當中。此外我們發展以慢病毒(lentivirus)與腺病毒(adeovirus)作為細胞感染途徑,此部分鏈結可快速將體外研究應用於活體動物中,以達到未來臨床應用的可能性。目前,本實驗室聚焦在兩大方向:

  • 以基因剪輯方式用於抗癌的應用: (1) 致癌基因之基因剪輯用於三陰性乳癌(TNBC)抗癌策略開發。(2) 以基因剪輯模式開發急、慢性血癌(leukemia)之活體治療模式。

 

  • 以分子生物學模式開發快速細胞凋亡(apoptosis)或細胞自噬(autophage)於體外或活體檢測技術。此快速檢測平台利用冷光酶蛋白互補方式(luciferase complementary assay)觀察胱天蛋白酶(caspase)活化程度,此技術可用於各癌症類型的高通量抗癌藥物篩選。

圖一: 以EGFR 基因剪輯病毒作用於MDA-MB-231三陰性乳癌細胞。A: EGFR_KO1造成對偶基因各1bp插入與8bp剔除,而EGFR_KO2造成對偶基因11bp剔除。B: 西方墨點法證實MDA-MB-231之EGFR蛋白剔除並C:明顯抑制乳癌細胞生長。

圖二: 以ABL 基因剪輯病毒治療K562-慢性骨髓性白血病(CML)。A: 西方墨點法證實ABL 基因剪輯病毒有效抑制K562費城染色體(BCR-ABL)蛋白,並誘發細胞凋亡(c-PARP)與細胞週期抑制蛋白生成。B: ABL 基因剪輯病毒抑制CML血癌細胞生長。C: 以ABL 基因剪輯病毒於小鼠活體治療K562血癌,免疫缺陷小鼠接受人類K562血癌細胞後,三周後以尾靜脈注射ABL 基因剪輯病毒並以 非侵入性活體影像系統(IVIS)觀察K562血癌治療效果(Ventral-腹部,Dorsal-背部; 細胞數量由少-藍色到多-紅色變化)。