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「2017 未來科技展」技術專題報導─基因修復在癌症預防及治療的精準醫學

來源 : 未來科技展
update : 2018/01/04
技術名稱: 基因修復在癌症預防及治療的精準醫學
DNA Repair in Precision Medicine
 
計畫單位: 國立臺灣大學
National Taiwan University
 
技術說明: 精準醫學(Precision medicine)主要是針對個人客製化的疾病預防及醫療,例如癌症。最知名的例子即是美國影星安潔莉娜裘莉(Angelina Jolie),在進行基因定序檢測發現帶有家族遺傳性BRCA基因的突變,而進行預防性的乳房及卵巢的切除手術,來預防乳癌及卵巢癌的發生。此外若是癌細胞的基因組背景為BRCA基因突變,則對特定藥物(例如PARP的抑制劑)有很好的治療反應及較低的副作用。而BRCA蛋白主要的生物功能即是參與修復受損基因的重要修復蛋白之一。因此檢測細胞的基因修復能力,能做為精準化的癌症預防及治療(圖一)。

我們實驗室主要是研究有哪些修復蛋白參與基因修復及其作用機轉,而這些修復蛋白的發現,在未來都具有成為像BRCA作為癌症預防及治療的生物標記。除此之外,在對癌細胞基因修復能力做為個人化精準用藥的判斷,目前主要是檢測其修復基因序列是否有突變來作為指標,但這無法直接代表癌細胞的基因修復能力,因此我們建構了一組載體能利用綠螢光蛋白量的多寡,來直接反應出癌細胞的基因修復能力 ; 並且為了克服將此載體用於不同病患所培養的初代癌細胞中,我們也利用以病毒感染的方式來有效傳遞此載體於細胞內(圖二)。此檢測技術的發展及應用比起現有修復基因定序的方式,能更直接及精準的反應出癌細胞基因修復能力,來做為個人化用藥的判斷。
 
Precision medicine can be customized for cancer prevention and treatment in an individual. The most well-known example is the American actress, Angelina Jolie, who chose prophylactic surgery for cancer prevention after gene sequencing detected a mutation to a DNA repair gene like BRCA1. In addition, cancer cells with genetic mutations in DNA repair genes will be sensitive to specific drugs. Thus, our methodology in determining the DNA repair capacity of cells will provide great application value in precision medicine.
 
科學突破性: 了解細胞的基因修復能力,能做為癌症生成的預測,及精準用藥的判斷來提高精準殺死癌細胞的效果,並降低身體不適的副作用,我們在此議題的科學貢獻為:

1. 找出參與基因修復的蛋白做為癌症預防及治療的生物標記(圖一)。

2. 建構功能性分析平台來測試癌細胞的基因修復能力,作為個人化精準用藥判斷。此檢測技術的發展及應用比起現有修復基因定序的方式,能更直接及精準的反應出癌細胞的基因修復能力(圖二)。

產業應用性: 精準醫學(Precision medicine) 主要是針對個人客製化的疾病預防及醫療,例如癌症。最知名的例子為美國影星安潔莉娜裘莉(Angelina Jolie),在進行基因定序檢測發現帶有修復基因的突變,而進行預防性的乳房及卵巢的切除手術,來預防乳癌及卵巢癌的發生。此外若是癌細胞的基因組背景為修復基因突變,則對特定藥物(例如PARP的抑制劑)有很好的治療反應及較低的副作用。因此精準醫學的發展,不僅能節省臺灣醫療及健保費用的支出,並能促進醫療生技產業的發展,因此我們測試細胞的基因修復能力的技術,對癌症精準醫學有很大的應用價值。