黃聰龍教授與其研發團隊於臺灣白及之研究榮獲國內生醫與健康領域最高指標獎項國家新創獎。(圖片提供/長庚科技大學)
臺灣蘭花栽種技術享譽國際,長庚科技大學藥物研發團隊與青農合作,結合天然物、化學、藥理學、農業、臨床醫學和產業的專業知識,從蘭花萃取出抗發炎的新型植物成分,積極開發臺灣蘭科植物為功能性食品,不僅為臺灣永續農業作加值,更為廣大亞健康族群覓得曙光。
曾獲國際傑出發明家終身成就獎、全球前2%頂尖科學家殊榮的黃聰龍教授,是研究發炎免疫藥理的專家。他從二十種臺灣蘭科植物的不同部位,搭配不同萃取方式,共取得424個萃取物;並從中找到抗發炎表現優異的活性物質,有望協助因飲食與壓力導致肝腎代謝異常的族群,免受糖尿病、肝纖維化之苦。
長庚科技大中草藥研究中心,整合中草藥製備暨化學分析、細胞功能評估、動物評估試驗、以及人體代謝功能研究。
實驗採雙盲測試,確保不同人為操作都能達到相似的實驗結果,使研究結果更符合科學再現性。
研發植物活性成分抑制發炎標靶細胞許多人常常覺得身體不太舒服,送醫檢查結果卻無特別異常。這類屬於慢性疲勞症候群的「亞健康」族群日益增加,可能多與身體的發炎反應有關係。
嗜中性白血球是免疫系統當中數量最多的免疫細胞,在人體的先天免疫系統中,主要是用於抵禦外來感染源(如細菌、病毒)或非自體物質的侵入,是維護人體健康的重要免疫細胞,但當嗜中性白血球失控時則會造成嚴重的發炎反應。
其中,嗜中性白血球胞外網狀結構(neutrophil extracellular traps, NETs)近年來被發現與糖尿病發炎有高度關聯性,被視為是糖尿病藥物的新興靶點,可以透過抑制NETs與氧化壓力變化,來降低改善糖尿病相關引起的發炎症狀。黃教授與其研發團隊,從健康人的血液中分離出嗜中性白血球進行研究,透過嗜中性白血球免疫發炎篩選平台,找出能夠抑制嗜中性白血球發炎的活性成分。
研發老藥新用 臺灣白及展現抗病潛力蘭科植物分布廣泛,佔全球附生植物70%以上,光已知的臺灣原生蘭科植物就超過四百多個品種。古醫書上有名的蘭科中草藥,有石斛、天麻、白及;一般為人熟知且可食用的,如金線蓮、香莢蘭(香草),也都是蘭花科作物。
根據中醫理論,蘭花具有清熱解毒、潤肺止咳的功效,被廣泛用於治療咳嗽、喉嚨炎等呼吸系統疾病。現代研究也證實了這些傳統應用的有效性。其中臺灣原生蘭科植物——臺灣白及(Bletilla formosana)在2018年間,已被衛福部納入「臺灣中藥典」第三版,為臺灣特有中藥。但有望取代傳統使用的品種三叉白及(Bletilla striata),其相關的研究卻相當稀少,值得進一步投入藥理研究。
古籍記載,「臺灣白及」須滿三年藥性最佳;若經實證前期活性指標表現足夠,有望降低大規模生量產後的時間成本。(圖片提供/長庚科技大學)
黃教授帶領長庚科技大學研發團隊首先從臺灣白及著手,反覆透過一系列化學研究、藥理分析與細胞實驗,建立完整的化學原料製造和控制流程,成功從臺灣白及的莖部研發出具有強效抗發炎藥理活性的最適化組合物「BFWE」。在糖尿病小鼠的臨床前藥物測試中發現,小鼠在口服每日每公斤10~50毫克的BFWE後,不僅血糖數值下降,小鼠肝臟和腎臟的功能性損傷也得到改善;並意外發現以BFWE進行局部給藥,可縮短糖尿病慢性傷口的癒合時間;讓本來作為野地景觀花卉用途的臺灣白及,增添了藥用植物的可利用性。
以科學趨近自然 發展文心蘭高活性種苗的育成技術除了臺灣白及外,黃教授與其研發團隊在近期研究其他四百餘種萃取物的過程中,取得最新成果,發現文心蘭也具有降低血糖和改善肝纖維化的作用。
黃教授認為,臺灣蘭科植物品質優良,取得研發原料也相對容易,加上臺灣栽種蘭科植物的技術世界聞名,透過實驗室的數據對栽種技術成熟的花種進行盤點與分析,除了可以讓更多人認識到蘭科植物在觀賞用途外的價值,更有機會向上溯源,篩選出高活性且具經濟價值的種苗。
黃聰龍教授研發團隊也從文心蘭身上,發現可以抑制實驗動物肝纖維化和高血糖的萃取製程,目前已通過美國臨時專利申請。
在國家科學及技術委員會(國科會)計畫支持下,除了學理的研究外,黃教授更與宜蘭、臺南兩地的青農合作,進行田間測試。透過組織培養,將同一批植物工廠生產的白及,分別於不同產區作離地或落地種植,並在育成後的不同月份進行抽樣檢測,以確認不同生長週期的種苗,都具有穩定的抗發炎活性。
黃教授試舉例解釋,像一般人買文旦是靠經驗判斷其甜度,「但我們期望用科學的方式,找出最好吃的文旦。」為此,得先進行分析出甜味的成分,接着追溯這些成分主要出自哪個產區,並進一步研究該產區的特殊風土條件,是如何影響這些甜味成分的生成,以期能掌握到育成所需成分的關鍵技術。
蘭花產業多元化 讓農業與生技共生共榮雖然臺灣蘭花產業表現出色,2023年出口總值近2億美元,但也面臨來自荷蘭和越南的激烈競爭。除了應用創新技術提升蘭花栽培效率與品質外,如能扣合生技領域應用,將可提升蘭花產業的多元化發展及產業鏈的延伸。在黃教授的研究中,顯示了蘭科植物應用在生醫領域的潛力。
未來,研發團隊將與藥廠合作,申請中藥原料藥認證;並與醫院合作開展糖尿病和肝臟保護的臨床試驗。這些努力將有助於開發出適用於慢性傷口癒合的外用醫材,以及能調節血糖和保護肝臟的保健食品和中藥新藥,為臺灣蘭花產業創造更多元的價值與市場。
在學界享有國際知名度的黃聰龍教授是臺南子弟,嚮往鄉村退休生活。