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生化暨分子生物學科

生化暨分子生物學科
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白麗美老師

白麗美 / Li-Mei Pai

職稱： 教授

現職： 長庚大學顯微鏡中心主任

信箱： pai@mail.cgu.edu.tw

電話： 03-2118800-5520

學歷： 美國北卡羅來納州立大學博士

專長領域： 遺傳學、發育生物學、癌症生物學、生物化學、代謝（或代謝學）

個人網頁： https://lmpflylab.wixsite.com/lmpflylab

研究室特色

本實驗室透過整合 基因體學、代謝體學與蛋白質體學分析，系統性解析癌細胞在營養壓力下的適應機制，並深入探討其如何動態調控 CTPS 線狀結構 以維持代謝平衡與細胞存活。我們進一步關注此類逆境生存策略是否可被藥理性干擾，作為發展新型癌症治療標靶的潛在切入點。

本實驗室的研究重點包括：

  1. 探討 CTPS 線狀結構於果蠅生殖細胞（卵室與精子）中的形成機制，以及其與細胞週期調控與細胞分化之間的關聯。
  2. 解析癌細胞在麩醯胺酸缺乏的營養逆境中調控 CTPS 線狀結構的分子機制，並評估其對細胞存活與腫瘤生長的影響。
  3. 評估 CTPS 線狀結構形成與穩定機制作為標靶藥物的可行性，以探索干擾代謝酵素區域化作為抗癌治療的新策略。

透過上述研究，我們旨在闡明 CTPS線狀結構在細胞生理與腫瘤形成中的功能與調控機制，並為新型代謝導向之抗癌療法奠定理論基礎。

研究方向

CTP合成酶線狀結構如何影響癌症的形成和影響果蠅的發育

我的研究聚焦於探討CTP合成酶線狀結構（Cytidine Triphosphate Synthase Filament，簡稱CTPS filament）如何影響癌症形成及果蠅（Drosophila melanogaster）發育。CTP合成酶（CTPS）是細胞生長不可或缺的酵素，負責催化CTP合成，而CTP作為DNA、RNA合成的基本單元，並於脂質生成及醣化反應中扮演重要角色。腫瘤形成常源於癌細胞異常增生，伴隨細胞生長相關基因（如致癌基因）變異。同時，癌細胞會重塑代謝途徑，高度依賴葡萄糖、麩醯胺酸(glutamine)等作為營養來源，以支持快速增殖。然而，腫瘤內部常因資源耗竭而面臨麩醯胺酸缺乏的壓力。我們發現在此營養逆境下，癌細胞透過形成CTPS線狀結構調整代謝反應，實現生存適應(4)。我們證實CTP合成酶的線狀結構聚集於細胞骨架上(3)。而此CTPS線狀結構的形成促進了腫瘤生長(1)。

我們在果蠅生殖細胞（卵室）中觀察到CTPS形成線狀結構，進而證實CTPS的聚集能調控其酶活性， DNA快速複製的需求，顯示生化反應區域化對細胞生理的深遠影響 (5)。

藉由整合遺傳學、蛋白質體學、代謝體學與基因體學等多重實驗方法，我們深入分析癌細胞在營養壓力下的逆境生存機制，並揭示區域化2生化反應調節在果蠅發育上的關鍵作用。並深入了解蛋白質轉譯後修飾（如泛素化與甲基化）調節CTPS聚集的分子機制。


最近五年所發表論文

1.      Wei-Cheng Lin, Chun-Yen Wang, Kuang-Jing Huang, Archan Chakraborty, Yu-Tsun Lin, Ya-Ju Hsieh, Kun-Yi Chien, Po-Yuan Ke, Wei-Han Huang, Chih-Yun Cheng, Ian Yi-Feng Chang, Hsiang-Yu Tang, Cheng-Hung Yang, Mei-Ling Cheng, Ying-Chih Chang, Chau-Ting Yeh, Chien-Kuo Lee, Jau-Song Yu, Yu-Sun Chang, Jörg Großhans, and Li-Mei Pai*. (2026) HSPB8 regulates CTP synthase filaments to couple nucleotide metabolism and autophagy in tumors. Under submission.

2.      Pei-Yu Wang, Archan Chakraborty, Hsin-Ju Ma, Jhen-Wei Wu, Anna C-C Jang, Wei-Cheng Lin, Hai-Wei Pi, Chau-Ting Yeh, Mei-Ling Cheng, Jau-Song Yu, Li-Mei Pai*. (2022) Drosophila CTP synthase regulates collective cell migration by controlling the polarized endocytic cycle. Development, 149(16). doi:10.1242/dev.200190 (SCI).

3.      Archan Chakraborty, Wei-Cheng Lin, Yu-Tsun Lin, Kuang-Jing Huang, Pei-Yu Wang, Yi-Feng Chang, Hsiang-Iu Wang, Kung-Ting Ma, Chun-Yen Wang, Xuan-Rong Huang, Yen-Hsien Lee, Bi-Chang Chen, Ya-Ju Hsieh, Kun-Yi Chien, Tzu-Yang Lin, Ji-Long Liu, Li-Ying Sung, Jau-Song Yu, Yu-Sun Chang and Li-Mei Pai*. (2020) SNAP29 mediates the assembly of histidine-induced CTPS filaments along cytokeratin network. Journal of Cell Science 139(9):ics240200. Doi:10.1242/jcs.240200. SCI.

4.      Wei-Cheng Lin, Archan Chakraborty, Shih-Chia Huang, Pei-Yu Wang, Ya-Ju, Hsieh, Kun-Yi Chien, Yen-Hsien Lee, Chia-Chun Chang, Hsiang-Yu Tang, Yu-Tsun Lin, Chang-Shung Tung, Ji-Dung Luo, Ting-Wen Chen, Tzu-Yang Lin, Mei-Ling Cheng, Yi-Ting Chen, Chau-Ting Yeh; Ji-Long Liu, Li-Ying Sung, Ming-Shi Shiao, Jau-Song Yu, Yu-Sun Chang, Li-Mei Pai*. (2018) Histidine-dependent protein methylation is required for the compartmentalization of CTPS. Cell Reports doi.org/10.1016/j.celrep.2018.24(10)2733-2745. SCI.
5. Pei-Yu Wang, Wei-Cheng Lin, Yi-Cheng Tsai, Mei-Ling Cheng, Yu-Hung Lin, Shu-Heng Tseng, Archan Chakraborty, Li-Mei Pai*. (2015. 11) Regulation of CTP Synthase Filament Formation During DNA Endoreplication in Drosophila. Genetics. 201: 1511-1523. SCI.