2022年6月16日 星期四

在自然中,發現癌症處方箋


撰文/海生館出版中心 王玠文

設計/海生館出版中心 劉晏余

受訪、圖 /國立中山大學海洋生物科技暨資源學系 翁靖如 教授

研究專業:

藥物開發(Drug discovery)

癌症之訊息傳遞(Signal transduction of cancer)

天然物化學(Natural Products Chemistry)

藥物化學(Medicinal Chemistry)


        癌症,是許多現代人聞之色變的疾病。如何防癌,及生病之後如何透過治療抗癌更是許多人關心的議題。為了讓人們不再懼怕病魔糾纏,醫生與科學家們也積極研究抑制癌細胞生長的方式,從而研發出攻克疾病的藥物。而今日專訪的主角翁靖如教授,即是希望透過自己的研究,為人類的抗癌之路貢獻一己之力。


        翁老師任教於國立中山大學海洋生物科技暨資源學系(以下簡稱海資系),她的實驗室目前探討的方向包含天然藥物開發和其作用機制的探討。比如山苦瓜,有些人愛吃,有些人則敬謝不敏,但翁老師卻看到了它抑制癌細胞生長的潛力。「《本草綱目》上有記載,山苦瓜可以清熱退火,通常使用在改善糖尿病症狀上。糖尿病算是一種代謝性疾病,因此我就聯想到,有沒有可能透過山苦瓜的萃取物影響癌細胞的代謝,進而影響細胞生長。所以我將山苦瓜進行萃取,並透過分離得到化合物,發現其草葉有部分化合物可以活化癌細胞中一個名為PPARgamma的基因,且能抑制癌細胞的生長。」除了山苦瓜之外,翁老師也利用了花椰菜等十字花科的植物裡,有種名為indole-3-carbinol的化學結構當骨架合成新穎化合物,發現此新穎化合物能夠有效抑制癌細胞生長,並進而取得美國新藥專利。


● 山苦瓜的草葉是翁老師實驗的萃取來源之一。


        翁老師表示:「對我來說,能透過實驗去看到化合物的作用與癌細胞生長的機轉很有趣,我可以從中更認識這個化合物的影響力,了解其作用的全貌。它也讓人類的抗癌之路更前進一步,而不僅是學術論文中的一句話,或是實驗室裡產出的結晶體。這也是支持我持續學術研究的主要動力。」


        翁老師早期的實驗主要針對陸地植物,直到加入海資系後,便將目光放在海洋生物上。「其實海洋生物用在藥物由來已久,比如像海馬、牡蠣殼等都曾被當成中藥材入藥。因為我們系有與海生館合作,加上館內的宋秉鈞、蘇瑞欣等老師熱心提供我海洋天然物來源,才發現海洋真的是一個大寶庫。」


        那麼,從陸地植物轉為海洋生物,在研究上是否遇到困難呢?


        「當然有啊!」翁老師回答,「首先是採樣就有困難,畢竟我無法潛水,好在這部分有海生館老師們的支援,另外也有些不用潛水就可以採到的濱海植物。陸地植物的化學結構與海洋生物也不太一樣,除了結構鑑定的過程需要適應,實驗前的準備工作也要有所改變。比如我們在進行結構鑒定前要先秤重定量。植物我可以直接乾燥,但比如海綿,牠身上有蛋白質組成,我乾燥的話牠就臭掉、不能用了。」「再來數量也是一個很讓人傷腦筋的問題,比如我有兩公斤的陸地植物,乾燥之後可能還有一點五公斤。但是海洋生物不好取得,可能有五百克的樣本就不錯,再經過脫水、冷凍、乾燥等步驟後,最後實際可以做實驗的部分可能只剩一百克。比起來陸地植物真的好做很多,一般來說學生可以運用手上海洋生物的樣本做完結構解析就已經是極致了。」


       除了與海生館內的老師合作外,她也正研究濱海植物對癌細胞代謝的表現。「不管是陸地植物也好,海洋生物也罷,對我來說只是材料轉換,我的核心目的是希望透過實驗找尋這些天然物,並觀察化合物在癌細胞影響了那個基因或蛋白質,它轉變的機制為何、能否作為治療人類腫瘤的藥品。」翁老師說道。


與海生館宋秉鈞老師合作的化合物(JBIR-100)在穿透式電子顯微鏡下觀察到自噬液泡累積,而誘發乳癌細胞凋亡。

冷凍乾燥機,可在低溫乾燥的環境保存天然化合物之結構穩定,避免分解。

核磁共振光譜儀,利用核磁共振原理作為測定化合物分子結構。

       當問起為何會加入藥學研究的行列,翁老師笑著回答,其實一開始只是想要一張畢業後好找工作的證照。「我在護理科畢業後去考插大,當時聽從了老師的建議,覺得選擇藥學系畢業後還能考取藥師執照,未來就業市場會大一些。怎料唸出了興趣,便一路讀完碩士、博士到現在當了教授。」提到研究室裡的時光,翁老師興奮地說:「我非常喜歡做實驗,喜歡到以前會提前結束休假,提早回實驗室裡報到,獨享整個實驗室的感覺非常美好。以前和學姊學弟們在實驗室裡通宵達旦地奮鬥,只為等一個數據也是我的日常。就連當初選擇讀博士,也是因為我想要將碩士時期的實驗做得更完整、更好。」


        博士班畢業後,翁老師也獲得了科技部的獎助金,得到了去美國當博士後研究員的機會。「我當時主要是做分離化合物,也就是透過儀器去鑑別天然物的化學式長怎樣。但是我在美國跟的老師是做藥物合成,很感謝他當時願意給我機會,讓我在那邊不但學習了合成的方式,也學習到如何做動物實驗與細胞實驗,甚至與合作團隊之間溝通,這些都是很寶貴的學習經驗。」「此外,學校有非常多的研討會及演講,修課的模式又非常自由,只要你願意都可以去旁聽。因此,我也比在臺灣時更加積極發問。在留學時期認識的各國同儕們,現在也成了可靠的合作夥伴。這些都是如果我一直留在臺灣所無法獲得的經驗與體會。」也因爲留學經歷開闊了翁老師的想法與眼界,她的實驗室也十分多元,不論學生想做天然物或細胞分生都很支持,她也非常鼓勵學生們有機會可出國看看,「就算只感受到與臺灣不一樣的春夏秋冬,也是收穫啊!」


        雖然求學之路看似順遂,但翁老師也曾經歷過一段時間的撞牆期。「我從美國回來後,就去中國醫藥大學任教,當時因為是新老師,沒什麼資源,也沒有研究生,所有實驗都要自己來。當研究人員都要向國際學術期刊投稿,能被刊登才代表你的研究被專業同儕肯定。我當時投了幾篇自己覺得很不錯的論文,但是都沒有期刊願意登,那時就會特別沮喪,想不透到底是哪裡還不夠好。」「還好我的老師們都很願意提供建議與幫助,高醫的指導教授甚至將實驗室借給我,讓我假日能夠做實驗。再加上主管與同事的鼓勵討論,慢慢走出了撞牆期。」也因此,翁老師特別樂於對學生出手相助,並以自身經驗鼓勵學生走出挫折。「我當時經歷的困難,我的老師們一定也經歷過,是因為他們給予的資源與精神支持,才讓我走到今日。如果今天我可以多幫助學生一點,讓他們少一點獨自摸索的痛苦,那不是很好嗎?」


●翁老師(左)於中醫大與同事蔡士彰老師(中)及朋友(右)於研究室的合照。

        那麼,是怎樣的信念,讓老師在研究與教學路上如此孜孜不倦呢?


        「老實說,我們做藥物開發,從實驗到上市給臨床醫生使用,這中間有很長的一段路要走。人體組織是相互作用的,你不知道今天找出的這個可以抑制癌細胞的化合物,是否會對人體心臟產生毒性,或是跑到腎臟產生毒性。假設我們今天找到八百種對抗癌細胞有效的化合物,給動物實驗後還能用的可能只剩四分之一,經過多期人體實驗與測試,最後留下對人體副作用最小的化合物,才有可能被製成成藥,實際用於治療之中。這還是研究順利的情況下,一個研究者一生工作三、四十年,能看到自己開發的藥物上市的,可說是鳳毛麟角。」翁老師說,「然而即使我的前輩尚未完成對治療癌症等疾病的革命,但是否能通過我的努力,離革命成功更近一步呢?現在,我們擁有更完善的設備,我們也能透過隨時跟醫生討論,了解臨床上的應用。我想,找到一個有效的藥品,看到對抗癌細胞作用的全貌,研究出治療疾病的方式,這就是我持續研究的熱情與動力吧!」翁老師說,「畢竟,從護理到藥學,我想做的,從來都是幫助人們,為人們的健康做出一點貢獻。」


      

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