微生物菌群代謝物 BAIBA 對人類乳腺癌細胞 MCF-7 生長與基因表現量影響之研究

李欣憙、周芸平

摘要

近年來已知人體內共生菌群可能影響免疫系統，透過代謝物則可能影響癌細胞的生長及凋亡。因此，我們想透過選出特定的微生物與人類產生的共代謝物，觀察該代謝物對癌細胞生長的影響。本研究由生物資訊學選出代謝物 3-aminoisobutyric acid（簡稱 BAIBA），並藉由細胞實驗探討 BAIBA 對乳腺癌細胞 MCF-7 的生長影響，最終發現特定濃度代謝物 BAIBA 具抑制乳腺癌細胞 MCF-7 之潛力。

研究目的

  1. 觀察 BAIBA 的濃度及作用時間對 MCF-7 生長的影響
  2. 確認 BAIBA 在較長時間（三週）作用下對 MCF-7 生長的影響
  3. 確認代謝物 BAIBA 對乳腺癌細胞株 MCF-7 基因表達量的差異

研究過程與方法

  1. 以顯微鏡觀察加入 BAIBA 後 MCF-7 之生長情形
  2. 以 RTCA 即時檢測細胞的存活率並進行定量分析
  3. 透過細胞群落實驗（Colony）探討長時間代謝物的作用效果
  4. 藉由即時定量聚合酶連鎖反應（q-PCR）分析基因表達量的差異

研究成果與展望

在顯微鏡觀察中，可以發現 8 µM、48 小時以上有明顯團狀細胞死亡。而後我們發現在細胞群落實驗中，加入 1 µM 對細胞的活性抑制特別明顯，確認了代謝物似乎在特定的濃度下，有較明顯的抑制效果。此外在 q-PCR 的結果中，則發現在 6 小時內，1 µM 濃度時可顯著抑制粒線體 ATP 合成酶基因的表現量，而進一步抑制癌細胞能量來源。以上結果顯示 BAIBA 可抑制乳腺癌細胞的生長，並在醫學等方面具備發展潛力。

未來，我們將使用 western blot（西方墨點法）進行接續的實驗，由於在 q-PCR 實驗中，BAIBA 對部分基因表現量具抑制效果，因此我們希望利用特定抗體能夠專一結合抗原蛋白質的原理對特定蛋白質進行定性與定量探討。

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