91猫先生

研究方向及研究室特色

本实验室目前从事D型肝炎病毒（hepatitis delta virus；HDV）之分子生物学研究。HDV為B型肝炎病毒的卫星病毒，於覆加感染时，易引起严重慢性肝病。人类RNA病毒中，只有HDV基因体為环状﹑不分支的桿状结构；其产生之唯一病毒蛋白D型抗原，并无酵素活性，因此复製须利用寄主细胞核中RNA聚合酶来执行。实验室目前由先前着重的，以HDV為模型探讨RNA重组（RNA recombination），及RNA编辑对病毒演化之重要性，转换成探讨不同基因型之HDV之生物功能之差异，及HDV如何重新引导寄主RNA聚合酶，使其可认识病毒RNA，以其為模板来执行复製RNA的目的。
    由全球分离出的HDV序列进行分析，共可分八种基因型，台湾病例中即可找到叁种基因型 - 第一、第二、及第四基因型，并以第二基因型占数最多；第一基因型分布於世界各角落，而第二、及第四基因型只在亚洲出现。本实验室為第一个拥有第四基因型的HDV细胞培养复製系统的实验室，也有先前建立的第一基因型的复製系统，近日更与长庚医院合作，由四个慢性HDV病人身上分离出六个第二基因型的复製表达载体，使得我们可以以本土特有检体，研究病毒不同基因型间、与相同基因型但不同病毒株间，是否会因RNA序列或结构之不同，而有功能上的差异。

    在拥有这些实验系统的优势下，也让我们有机会发现HDV也具有RNA重组(recombination)的现象，这也是由寄主酵素执行复製的动物病毒有能力进行RNA重组之首例，其背後的分子機制不僅為病毒學，也是基礎分子生物學的有趣課題，目前以此主題已以通訊作者發表有關HDV RNA重组之期刊、專書計九篇，其中一篇為受邀寫的 review article；2019年以HDV RNA重组為主題，在HDV发现四十年后，在HDV发现者Dr. M. Rizzetto等出版的专书中书写一章节。

    HDV基因体变异，与其他RNA病毒相比，其特异处是皆涉及寄主酵素。除了熟知的mis-incorporation及RNA重组，是由寄主RNA聚合酶来执行外，寄主酵素ADAR1也参与病毒反基因股amber/W点上之 RNA 编辑 (RNA editing)。如其名所示，此点变异可让D型抗原的amber termination codon (UAG)，转换成tryptophan (W) codon (UGG)，使蛋白合成可继续，直到遇到下一个termination codon，而延长了19个胺基酸。这是HDV只有一个open reading frame，却有大、小两种D型抗原的原因。小型D型抗原负责支持病毒复製，而RNA编辑後產生的大型D型抗原，则负责病毒包装，故RNA 编辑的調控在HDV生活史上扮演不可或缺的角色。实验室近期也首次发现RNA 编辑點之上游區域的RNA结构，扮演着调控HDV RNA 编辑的角色。除此之外，本篇由基因資料庫，搜寻並預測自然界的病毒株的不分枝桿狀結構，設計突變株並分析結果，推論HDV演化出的RNA不分枝桿状结构－尤其是上面连续硷基配对的长度－是為了达到一个最适合，而非最高的RNA编辑效率，使病毒複製、包裝、與傳播可達一最佳平衡點。這個結果已發表，且是實驗室在研究主題的一個重要轉折點，接下來運用新構築的台灣本土第二及第四基因型病毒株為工具，對其調控已有新的發現，正整理發表中。

    除了HDV RNA编辑外調控特性之探討，還心繫HDV长久未解之议题，即HDV如何重新引导寄主RNA聚合酶，使其可认识病毒RNA為模板来执行复製RNA的目的? 本计画前驱实验由台湾已知临床及病毒特性的病人血清中，构筑六个第二基因型HDV的复製载体，并发现同基因型内，不同病毒株间的D型抗原的氨基酸序列差异，与RNA啟动子结构的不同，皆对病毒RNA复製力的调控有显着影响。基於多株第二基因型病毒复製载体的构筑，及定量质谱分析技术的进展，因此提出可用结构不同、功能也有差异的多种病毒RNA啟动子為钓饵，以敏感且可定量的质谱技术iTRAQ，鑑定出与强弱不同、或方向性不同的RNA因子，有差异性结合的细胞核蛋白，再由其中筛选与细胞转录机器、及主导核内次结构分布有关的寄主蛋白，来探讨细胞机器在HDV复製的分子调控上所扮演的角色。综言之，运用台湾分离出的多株第二基因型D型肝炎病毒复製载体，系统性研究病毒遗传特性与复製功能的关联，是目前实验室主要研究方向，希望与有兴趣者一起努力，将有助於对D型肝炎病毒分子病毒学及病理之瞭解。

最近五年发表论文

1.  Chao, M.*, H. N. Wang, Y. J. Lu, Y. S. Chang, and J. S. Yu. 2015. The V-val subtype Epstein-Barr virus nuclear antigen 1 promotes cell survival after serum withdrawal. Oncol. Rep. 33(2):958-966.

2.  Fang, Y. K., K. Y. Huang, P. J. Huang, R. Lin, M. Chao*, and P. Tang*. 2015. Gene-expression analysis of cold-stress response in the sexually transmitted protist Trichomonas vaginalis. J. Microbiol. Immunol. Infect. 48(6):662-675.

3.   Hsu, C. W., M. Chao*, Y. C. Chen, M. L. Chang, S. F. Huang, and C. T. Yeh*. 2015. Detection of hepatitis D virus RNA carrying large fragment deletions in patients with severe hepatitis B/D receiving oral antiviral therapy. J. Med. Virol. 87(4):634-641.

4.   Lin, C. C., Z. W. Yang, S. B. Iang, and M. Chao*. 2015. Reduced genetic distance and high replication levels increase the RNA recombination rate of hepatitis delta virus. Virus Res. 195:79-85.

5.  Chao, M.*, C. C. Lin, F. M. Lin, H. P. Li, and S. B. Iang. 2015. Whole-genome analysis of genetic recombination of hepatitis delta virus: molecular domain in delta antigen determining trans-activating efficiency. J. Gen. Virol. 96(12):3460-3469.

6.  Chao, M.*, T. C. Wang, C. C. Lin, R. Yung-Liang Wang, W. B. Lin, S. E. Lee, Y. Y. Cheng, C. T. Yeh, and S. B. Iang. 2017. Analyses of a whole-genome inter-clade recombination map of hepatitis delta virus suggest a host polymerase-driven and viral RNA structure-promoted template-switching mechanism for viral RNA recombination. Oncotarget 8(37):60841-60859.

7.  Lin, C. C., C. C. Lee, S. H. Lin, P. J. Huang, H. P. Li, Y. S. Chang, P. Tang, and M. Chao*. 2017. RNA recombination in hepatitis delta virus: Identification of a novel naturally occurring recombinant. J. Microbiol. Immunol. Infect. 50(6):771-780.

8.  Chiang, K. C., S. W. Yang, K. P. Chang, T. H. Feng, K. S. Chang, K. H. Tsui, Y. S. Shin, C. C. Chen, M. Chao*, and H. H. Juang*. 2018. Caffeic acid phenethyl ester induces N-myc downstream regulated gene 1 to inhibit cell proliferation and invasion of human nasopharyngeal cancer cells. Int. J. Mol. Sci. 19(5): 1397.

9.  Chung, A. K., C. N. OuYang, H. Liu, M. Chao, J. D. Luo, C. Y. Lee, Y. J. Lu, I. C. Chung, L. C. Chen, S. M. Wu, N. M. Tsang, K. P. Chang, C. L. Hsu, H. P. Li, and Y. S. Chang. 2019. Targeted sequencing of cancer-related genes in nasopharyngeal carcinoma identifies mutations in the TGF-beta pathway. Cancer Med. 8(11):5116-5127.

10. Huang, P. H., C. C. Hu, C. H. Chien, L. W. Chen, R. N. Chien, Y. S. Lin, M. Chao, C. L. Lin, and C. T. Yeh. 2019. The defective allele of aldehyde dehydrogenase 2 gene is associated with favorable postoperative prognosis in hepatocellular carcinoma. J. Cancer 10(23):5735-5743.

11.  Hsu, C. W., H. H. Juang, C. Y. Kuo, H. P. Li, S. B. Iang, S. H. Lin, C. T. Yeh, and M. Chao*. 2019. Structural pattern differences in unbranched rod-like RNA of hepatitis delta virus affect RNA editing. Viruses 11(10):934.

12.  Lee, K. C., C. L. Lin, C. W. Hsu, M. L. Chang, Y. C. Chen, W. R. Lin, M. W. Lai, K. H. Lin, M. Chao, R. N. Chien, and C. T. Yeh. 2020. Decreasing seroprevalence of anti-hepatitis D virus antibodies in the antiviral era with inverse association with hepatitis B virus DNA, Taiwan, 2006 to 2019. J. Med. Virol. 92(1):124-127.

13.  Chiang, K. C., K. S. Chang, S. Y. Hsu, H. C. Sung, T. H. Feng, M. Chao*, and H. H. Juang*. 2020. Human heme oxygenase-1 induced by interleukin-6 via JAK/STAT3 athways is a tumor suppressor gene in hepatoma cells. Antioxidants. 9 (3):251.

BOOK CHAPTERS
1.  Li, H. P., M. Chao, S. J. Chen, and Y.S. Chang. 2009. Chapter 5. Epstein-Barr Virus and Its Oncogenesis. In Human Oncogenic Viruses. Edited by Ou, J. H. J. and T. S. B. Yen. World Scientific Publishing Co. (ISBN 978-
     981-283-346-4)
2.  Chao, M., Y. Y. Lin, and P. J. Chen. 2019. Chapter 7. Recombination Between Hepatitis D Viruses. In Hepatitis D Virology, Management and Methodology. Edited by Rizzetto, M. and A. Smedile. (ISBN 978-88-490-0646-9)