成大洪健睿海洋醫藥研發團隊,發現海洋生物神經壞死病毒中的B2基因蛋白可以殺死癌細胞

Precision medicine--A new era in Oncology: A novel gene B2 on killing cancer cells

衛生福利部106年6月公布，105年台灣十大死亡原因，惡性腫瘤（癌症）排名第一，肺癌更是蟬聯臺灣癌症死因的第一名。目前治療癌症的方法有5種：外科手術、放射線治療、生物療法（包括激素治療、細胞免疫治療、標靶藥物與疫苗等）、基因療法及藥物化學療法，新的治療方法也不斷的推陳出新，都希望能有效打敗這個人類的世紀大敵。

惡性腫瘤蟬聯國人死因第一名

本世紀以來，是全球生物科技經濟的時代，藥用海洋生物產業也正邁向全面產業化的關鍵時期，從生物體中找尋有用的成分，來做為疾病治療藥劑使用。目前，醫藥界常見的150種處方藥中，就有57%的藥物來自於天然化合物，其中用於抗癌和抗傳染性疾病用藥的比率超過60%。例如，有研究人員已經在海洋苔蘚蟲身上，找到一種稱為Bryostatin1的化合物，它具有良好的抗癌能力，已進入臨床試驗的第一期，並佐以其它藥物進入臨床試驗的第二期。面對癌症，人類積極嘗試從海洋生物體中，找尋更為有效的成分或化合物，用來殺死癌細胞，或作為天然抗癌的藥物。

團隊發現毒殺細胞基因B2

國立成功大學生物科學研究所洪健睿教授所帶領的海洋醫藥研發團隊，研究海洋水生生物已經十六年，主要研究領域在水產重要養殖魚類，如石斑魚重要感染病毒之致病機制，與其治療及預防藥劑之研發。洪健睿教授發現，石斑魚魚苗生長的最大瓶頸，為感染神經壞死病毒（Nervous Necrosis Virus, NNV）所帶來的高死亡率；在洪健睿海洋醫藥研發團隊的研發之下，發明出可抗神經壞死病毒的機能性飼料添加物，利用干擾病毒複製的小分子RNA來阻斷病毒複製的基因技術，在養殖戶實際應用之後，表示效果極佳。

洪健睿教授指出：「當初研究石斑魚高死亡率的原因，發現石斑魚被神經壞死病毒感染之後，毒性很強，死亡率非常高；所以朝病毒裡有哪些基因和毒性有關來研究，後來找到B1、B2兩個基因，再各別研究，發現B2會讓魚細胞死掉，而且在病毒感染的中後期就開始。再深入研究B2基因和病毒的毒性是否有關，後來發現是有的，所以研究團隊就轉個角度思考，換個領域來使用，看看能不能殺死癌細胞」。

B2基因蛋白（protein）是由Beatanodavirus（ 神經壞死病毒） 產生出來的。它是屬於Nodavirus（野田病毒科）中的Betanodavirus，主要是感染一些海水魚類，它的結構相當簡單，無外套膜，20面體的結構，基因體是由RNA1及RNA2所組成,並且可以產生4種 viral protein ，Protein A、Protein α、Protein B1 以及 ProteinB2， 洪健睿海洋醫藥研發團隊後來選擇專注於Betanodavirus中B2 protein的研究。

B2基因破壞粒線體　造成細胞死亡

洪健睿海洋醫藥研發團隊成員蘇郁清博士表示：「我們經過多年實驗，發現B2具有調控細胞死亡的情形。所以，我們想要看看它在癌細胞上，是不是能夠造成癌細胞的死亡，便將手中有的癌細胞都拿來試試看，發現無論是哪個癌細胞都有殺死的效果。」

之後在團隊的研究過程當中，蘇郁清博士發現B2蛋白具有一段特定胜肽序列，會引導B2蛋白進入粒線體，進入粒線體之後，造成粒線體產生能量的功能喪失，失能的粒線體吸引細胞裡的另一種蛋白Drp1附著在粒線體上，Drp1整個包圍粒線體之後，扭斷原本的粒線體，一分為二，粒線體越來越小， 最後失去功能， 並且造成ATP depletion而導致細胞死亡。若喪失這段序列，則造成細胞死亡的情形就會明顯下降。

B2在P53之下的表現

洪健睿海洋醫藥研發團隊成員邱鉉文博士：「先前測試分別使用乳癌細胞（MCF-7）、子宮頸癌（Hela）、肺癌（A5499P53+/+） 和肺癌（H12999P53-/-）等細胞株進行研究，結果發現B2基因確實能殺死癌症細胞。同時，發現在肺癌細胞中當有P53（細胞內抗癌化之基因）或無P53基因表現時，都會造成癌症細胞的死亡，但無P53基因的癌細胞，在B2之下死亡得比較嚴重。」

人體中正常細胞都有P53的基因，這是細胞內一個重要的基因，可以抗腫瘤，所以P53表現的情形會直接影響細胞的生長。團隊在研究中得知，不論有無P53表現的癌細胞，B2都會造成該癌細胞死亡，但是P53喪失的癌細胞H1299 cell，在注入B2基因之後，癌細胞的死亡率會比有P53的癌細胞A549 cell，來得高。因此在未來應用時，可以考慮其癌症P53的表現情形，給予適當的治療，降低一些發炎反應的副作用發生。

動物實驗　成效卓著

此外，研究團隊委託農業科技研究院的洪紹文研究員，利用Nod scid mice 作為實驗動物，接種癌細胞後，再給予B2治療，並觀察結果，初步發現B2殺死癌細胞的能力相當顯著（如下圖所示）。接著，分析老鼠血液中相關生化數據，發現並沒有造成肝、腎功能的負擔或損傷。

洪健睿海洋醫藥研發團隊在B2的研究相當深入，並且已有四篇研究論文發表在國際期刊上，未來團隊將更進一步詳細研討相關的抑制效果，以及將B2基因或蛋白注入體內之運送方式，如何有效進入癌細胞中，達到有效之精準治療效果，使得從海洋生物中發現的B2基因，能成為癌症治療的藥物，造福人群。

「洪健睿海洋醫藥研發團隊」成員。

團隊成員執行實驗。

團隊收集之器官及腫瘤樣品。

團隊成員透過顯微鏡進行觀察。