生技醫藥前沿科技專題

積蓄研發能量 中研院引領醣科學

中央研究院投入醣科學已二十多年,堅實團隊與優秀人才成為台灣重要研究基石。

撰文/ISU科轉團隊企劃製作
2019/05/31

生技醫藥前沿科技專題

積蓄研發能量 中研院引領醣科學

中央研究院投入醣科學已二十多年,堅實團隊與優秀人才成為台灣重要研究基石。

撰文/ISU科轉團隊企劃製作
2019/05/31

圖源:pixabay



在生命科學裡,比起DNA、蛋白質等領域的蓬勃發展,科學家對於醣的了解相對有限,原因出自於醣分子的組成相當複雜,例如三種常見的單醣葡萄糖、半乳糖、果糖,但由於存在α、β等異構物,而且合成過程中有眾多酵素參與,衍伸出千變萬化的組合。若要解析醣分子的組成,通常需透過質譜儀的協助,但仍無法像DNA定序那樣精確,更添分析上的困難。


不過,縱使醣科學研究過程中有重重障礙,但這些未知也代表著巨量的發展潛力。早在二十多年前,中央研究院就已著眼醣科學的未來,期待能夠以此做為台灣邁向國際的有力基石。


長年培養醣科學研究實力


自1995年起,前中研院生化所所長劉德勇做為醣科學先鋒,開啟醣蛋白與醣脂質相關研究,並陸續延攬邱繼輝、林俊宏等人加入研究行列;2003年,翁啟惠院士也應邀回台服務,更添中研院的醣科學發展能量;2010年,劉扶東院士接任中研院生醫所所長後,持續延攬國內外學者、擴增醣核心設施,並逐步建構台灣的醣科學社群,如GlycoNET@as(或稱中研醣網),讓研究人員能夠定期舉辦研討會與交流醣科學議題。


過去曾擔任國家型醣科學中綱計畫總主持人,現為中研院副院長的劉扶東表示,由於長期累積的深厚研究基礎與堅實團隊,已使中研院成為世界頂尖的醣科學重鎮,與美國、日本等地相比毫不遜色。


挑戰未知 發掘醣分子奧秘


中研院如此著重醣科學的發展,究竟其重要性為何?劉扶東解釋:「科學家觀察,有近八成以上的人類蛋白質具有醣化修飾。為什麼這些蛋白質上有醣?它們的功能是什麼?這是非常有挑戰性的議題。」醣類除了可以修飾蛋白質、在細胞表面形成標記、傳遞訊息,還有更多尚未解開的功能,「了解醣類,將會促進我們對疾病、生醫領域的理解。」因此,具有醣類辨識能力的蛋白質,也成為醣科學研究的重要目標。


距今約100年前,科學家從植物裡頭找到能夠凝集細胞、辨識醣類的蛋白質,稱之為「凝集素」(lectin)。後來科學家更發現,在動物與人體內也存在各式各樣的凝集素,或稱之為「醣結合蛋白」(glycan-binding protein),自此開啟了許多相關研究,劉扶東團隊也以「半乳糖凝集素」(galectin)為主要研究標的。目前半乳糖凝集素已發現有十多個家族成員,在人體中參與許多機制,例如細胞凋亡、免疫調控、癌症轉移等,影響十分廣泛。


劉扶東表示,醣科學領域現在進展非常快速,相關研究如雨後春筍一一出現。以半乳糖凝集素為例,近年來已有國外生技公司著手開發半乳糖凝集素抑制劑,希望以此治療癌症或其他疾病(例如肺部纖維化)。在國家生技園區建立後,未來台灣也有機會以醣科學為開發基礎,進一步拓展生技製藥領域。


本專題報導感謝科技部科國司科轉計畫(MOST 107-2514-S-214-005)支持



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