第 613 期

人事動態
癌症研究所李岳倫助研究員升等為副研究員
Dr. Alan Yueh-Luen Lee of the National Institute of Cancer Research has been promoted to Associate Investigator

本院癌症研究所李岳倫博士自2015年7月起升等為副研究員。

李博士於2004年取得國立台灣大學生化科學研究所博士學位，2005年赴美國聖地牙哥The Scripps Research Institute進行博士後研究，2008年返國獲聘為高雄醫學大學生命科學院生物科技學系助理教授，於2010年加入本院癌症研究所擔任助研究員。

李博士研究領域為探討癌症逆境壓力特徵與腫瘤微環境之關係，以及兩者在癌症形成和治療所扮演的角色。癌症逆境特徵包括：大量快速的DNA複製、缺氧（hypoxia）、酸性環境、嚴重氧化壓力（reactive oxygen species, ROS）等。李博士研究的重點為腫瘤微環境內外的許多逆境壓力下，癌細胞如何啟動一連串增加存活適應能力的反應措施，例如：增加突變、去分化、出現胚胎時期特性（stemness）、免疫監控逃脫、血管新生、表皮-間質細胞轉型（epithelial to mesenchymal transition, EMT）等，然後藉由侵襲及轉移策略存活下去。近年對於EMT的研究十分重視，因為此轉型是腫瘤細胞轉移最初始也是最重要的步驟，且與腫瘤微環境中的細胞激素、與免疫細胞之間的交互作用息息相關。李博士團隊研究主題圍繞在缺氧及氧化壓力和DNA複製壓力與口腔癌形成和治療所扮演的角色上，利用EMT來探討氧化壓力與複製壓力對癌細胞的反應，其研究主題之一為探討粒線體蛋白質酶Lon於癌症的角色；另一主題為DNA複製蛋白Cdc7-Dbf4激酶與Cdc6在DNA複製監控機制（DNA damage checkpoint）訊息傳遞與EMT的角色。

Lon是存在於粒線體基質中的蛋白質，擁有蛋白酶、ATP水解酶、蛋白伴護分子（chaperone）、結合粒線體DNA等活性。粒線體Lon是一種壓力逆境蛋白，表現量受到缺氧、氧化壓力所誘導，負責粒線體內的蛋白質恆定，並保護細胞抵抗外界壓力逆境而能繼續存活下去，與呼吸作用電子傳遞鏈運作及細胞凋亡息息相關。李博士研究團隊發現粒線體Lon在口腔癌腫瘤組織和細胞中都有過度表現的現象，Lon過量表現可促進腫瘤細胞抵抗外界逆境、腫瘤形成、血管新生、癌細胞的EMT、侵襲及轉移等能力。機制為Lon過量表現透過與HSP60-HSP70複合物來避免細胞走向細胞凋亡，給予腫瘤細胞抵抗外界壓力逆境的能力。而且，藉由增加電子傳遞鏈上的複合體I（Complex I）的成員—NDUFS8的穩定及活性，進而促進粒線體活性氧（ROS）的產生；然後活性氧的增加會啟動KRAS/MEK/ERK與MAPK-p38訊息傳導途徑之活化，而促進癌細胞生長與增殖、爬行移動和侵襲能力，以及EMT的程度。研究結果首度證明，Lon過量表現促進腫瘤生成與EMT中的角色，此發現有助於瞭解Lon蛋白如何提高細胞存活的能力，進而找到抑制腫瘤發生的方法。

Cdc7-Dbf4和Cdc6為啟動DNA複製的重要因子，這些DNA複製蛋白質除參與DNA複製外，在複製監控機制（replication checkpoint）與調控DNA修復的執行也扮演極重要之角色。李博士團隊證明Dbf4磷酸化與DNA毀損訊息傳導關鍵激酶ATM與ATR有關，而此磷酸化對活化S-phase checkpoint也極為重要。研究團隊在口腔癌中發現Cdc7過量表現，會增加化療的抗性且可作為口腔癌的預後指標。DNA複製蛋白質除參與DNA複製監控機制外，也會協同其他特徵如高度缺氧、氧化壓力等，助長癌細胞的惡化、EMT、侵襲及轉移。例如Cdc6 會與致癌基因（c-myc）和缺氧誘導因子（HIF-1α）結合而加速癌細胞的EMT。李博士團隊在斑馬魚動物模型及人類癌症細胞中，發現當細胞過度表現Cdc6與致癌基因c-myc時，可促使表皮細胞發生癌化轉型，並觀察到細胞會脫離皮膚表面而移動到組織的內部，經進一步驗證後，這些細胞的確是有EMT的特徵。

此外，李博士研究團隊也發現腫瘤微環境中，抑制EMT之新細胞激素：生長分化因子-10（growth differentiation factor-10, GDF10）又名bone morphogenetic protein-3b（BMP3b），是轉化生長因子-β（transforming growth factor-β, TGF-β）家族中的一員，而TGF-β家族即是調節EMT最著名的細胞激素；GDF10/BMP3b一開始被發現的功能是胚胎發育時期調控細胞分化的因子，而在不需要分化時消失。之前研究發現，GDF10基因在癌症中扮演著腫瘤抑制的角色，在臨床口腔癌病患的腫瘤檢體中的表現也確實較正常組織少，而且GDF10的表現高低可用來作為預後存活率的獨立指標。當過量表現GDF10後，能透過ERK路徑來抑制口腔癌細胞之EMT。研究團隊更進一步從資料庫的比對中發現，GDF10與TGF-β的第三型受體TGFbR3的表現呈現正相關，且TGFbR3可經由SMAD2/3路徑誘導GDF10的生成；這些發現闡述了GDF10可協同TGFbR3經由TGF-β相關的訊息路徑調控EMT的進程。綜上所述，GDF10可拮抗TGF-β家族的相關細胞激素來調節細胞的EMT功能，並在癌症發展中扮演著抑制及煞車的角色。

未來方向：
1. 機制方面：將延續粒線體Lon可透過ROS的產生，促進腫瘤形成、血管新生、EMT、侵襲及轉移等的研究，並進一步探討在此氧化壓力微環境下，受Lon控制與免疫發炎反應有關的細胞激素如NF-Κb、TGF-β、GDF10、interferon等，如何藉調節EMT的過程以增強血管新生和逃避免疫系統的監控，而增加癌症的轉移。希望能藉由瞭解癌症EMT可塑性以增強血管新生和逃過免疫系統監控的詳細機制，來找出治療方法。

2. 藥物開發方面：將利用Lon和Cdc7-Dbf4詳細分子機制的研究成果，開發抗癌藥物作為癌症的預防與控制。李博士團隊已針對粒線體Lon蛋白酶，從眾多中草藥化合物中篩選出有效之抑制劑，未來利用抑制Lon蛋白活性的篩選平台，找到可作為癌症病人化學預防或抑制EMT及血管新生有效的化合物。此外，研究團隊也將運用已建立的Cdc7—Dbf4交互作用抑制劑之篩選技術平台（原理是以冷光蛋白片段互補法（Renilla Luciferase Protein Fragment Complementation Assay, Rluc-PCA）為基礎的偵測方法），用來篩選能阻斷Cdc7與Dbf4交互作用的小分子藥物。未來期望經由抑制Cdc7-Dbf4活性，並結合checkpoint 及DNA 修復抑制劑如ATR、PARP抑制劑，以解決DNA破壞型化療藥物抗藥性的問題。

李博士擔任本院助研究員期間，於國際知名期刊共發表16篇論文，其中10篇為通訊作者、3篇第一作者或共同第一作者；期刊涵蓋Cell Death and Disease、Cancer Letters、Oncotarget、Molecular Carcinogenesis、Journal of Biological Chemistry、Mitochondrion等。
《文/圖：編輯中心整理》