研究領域

壹系統生物學（吳家樂｜特聘教授）

系統生物學（systems biology）乃近年在生物資訊學領域中新興起的跨學門研究領域。從過去只能對單一基因或蛋白質的研究，但由於生物科技快速發展，如微晶片及蛋白質體技術的出現，累積了大量的資料，所以時至今日生物學家可從宏觀（即系統）的層面探討分子生物系統的議題。也就是說現今的資料容許也需要同時分析數個或多個基因或蛋白質。由於各成員並非獨立，乃彼此相互作用，故此可以在不同的生物系統層面產生新的生物現象。系統生物學的研究藉由整合多個領域，如分子生物學、電腦科學、數學、物理及化學等來探討生物現象，從細胞、組織、器官、族群或生態系統。

由於高通量實驗的發展，獲得了大量生物物種的生物資料，如基因體、轉譯體、蛋白質體及代謝體等。新的演算法及數學模型需要發展來描述生物系統的動態行為，並把預測結果（假設）與實驗資料比較。

蛋白質相互作用的研究
對蛋白質相互作用（PPI）的探討乃是研究系統生物學其中一種的方法或途徑。蛋白質由所謂蛋白質功能區域（domain）所組成，故此對蛋白質功能區域與蛋白質區域之相互作用（DDI）進行大規模的研究，可加深對癌蛋白（cancer protein）與癌蛋白之相互作用的了解，對生物醫學的研究有所貢獻。

癌症相關基因的研究
微陣列實驗可以一次記錄上萬個基因的表達，並可經由資料分析，從中篩選差異性表達基因（DEGs）。本研究以 R 及 Bioconductor 篩選前列腺癌微陣列的差異性表達基因，再利用癌症相關基因（TAG）、微型核糖核酸（miRNA）調控的 PPI 路徑（ncRNAppi）及與疾病相關的微型核糖核酸（miR2Disease）等三個資料庫，探討調控 DEGs 之相關 miRNAs 及其與人類癌症之關係。

病原菌與宿主的交互作用的研究
植物系統（如阿拉伯芥）常受到各種細菌性病原體的感染，包括病毒、細菌、真菌、線蟲及其它害蟲。本研究運用微陣列實驗數據，探討十字花科黑腐病菌（Xanthomonas campestris pv. campestris，Xcc）及農桿菌（agrobacterium）感染阿拉伯芥的差異性表達基因。生物網路是由一些功能相近的模組成，稱為網路基序（network motif）。這些基序在許多分子生物過程中扮演著相當重要的角色。常見的網路基序有前饋迴路（feed-forward loop）、single input module 及 bi-fan 等，這些網路基序皆具有重要的動力學行為（dynamical properties）。此研究整合微型核糖核酸、差異性表達基因及網路基序，建立微型核糖核酸調控的網路基序，這對病原菌攻擊宿主的交互作用之分子機制會有進一步的了解。

網路基序的研究
在後基因體時代，系統層面的分析方法對生物網路及基因調控網路之研究會有所幫助。利用圖論之方法，對蛋白質相互作用網路進行全域分析及探討，從而找出相互作用之蛋白質及網路之子結構。對於一些功能未知之蛋白質，可透過其所屬之蛋白質子網路（sub-network）內功能已知之蛋白質進行預測，這些被預測之蛋白質對基因調控網路的影響，將會在基因調控網路預測時被考慮。這研究有如下幾點目的：1）大規模收集生物分子之調控關係資料、2）發展一演算法辨識多種生物網路中主要的數種網路基序及 3）探討基序與基序的交互作用。收集大規模生物調控關係資料可以作為未來進行多項生物網路上的研究基礎。透過基序與基序交互作用的資訊可建立生物網路全域架構，這乃是一種由下而上建構的方式。由於基序具有功能上專一性的特色，在演化上這些模組可能具有保守性（conserved）的性質，可探討多種高等動物的網路基序保守性。

• 學歷：美國范德堡大學物理學博士
• 研究專長：微陣列數據分析、蛋白質交互作用、microRNA 功能與癌症、病原菌與宿主相互作用
• 辦公室／分機：資訊電機大樓四樓 I408｜分機 1856
• 授課課程（115學年度）：機器學習（博士班）、專題討論(三)（博士班）
• 代表著作／研究方向：近年代表期刊論文包括腫瘤轉移基因資料庫、清晰細胞腎癌 microRNA 預後分析，以及乳癌細胞株基因表達特徵藥物篩選等研究。

貳體學（Omics）（張培均｜副教授）

體學（Omics）是一個生物科學中跨領域的學科，主要在於整合生物數據和推斷內部的相互關係。體學包括基因體、蛋白質體、轉錄體、代謝體、組織體、相互作用體等。體學研究的核心目標是：1）識別和註釋完整生物的基因體、蛋白質體、轉錄體、代謝體、組織體及相互作用體中的各個物件；2）通過實驗觀察或人工定義的方式，找到各組體中物件的交互作用關係；3）將基因、蛋白質和配體等資訊對應到不同的生物狀態；4）將某一物件在特定生物狀態下的網絡結構呈現出來；5）整合各種體學領域。

舉例說明，在癌症基因體學，藉由組織微陣列實驗，獲得各種不同癌症亞型的基因表現數據，藉以研究人類癌症基因組的全部基因和突變對癌細胞發展的影響，以及其從一個局部癌症發展成轉移癌的關係。這些基因相互作用網路關係可以視覺化方式顯示，由其中所獲得之線索可應用於抗癌藥物設計。

• 學歷：國立臺灣大學化學博士
• 研究專長：生物醫學資訊、計算化學
• 辦公室／分機：資訊電機大樓四樓 I416｜分機 1868
• 授課課程（115學年度）：系統生物學、普通化學、生活中的科學與創新-3
• 代表著作／研究方向：發表期刊論文逾 30 篇、主持研究計畫逾 20 項，研究涵蓋癌症分類、基因網路分析、藥物發現等領域，並指導多位大專生進行專題研究。

參生物資訊軟體應用（詹雯玲｜副教授、秘書室文書組組長）

非編碼核醣核酸在癌症之致病機率
Non-coding RNA (ncRNA) 是無法轉譯成蛋白質的 RNA 分子，依其大小、生物特性及生理功能分為 small RNA (sRNA) 及 long non-coding RNA (lncRNA)。lncRNA 是指長度大於 200 bp 的 ncRNA，研究顯示 lncRNAs 在細胞中應該相當豐富，數量可能和 protein-coding gene 差不多。少數 lncRNAs 的功能已經被研究證實，包括調控鄰近基因的轉錄、調控 alternative splicing、影響染色質的 remodeling、改變組織蛋白的修飾、產生內生性小 RNAs (siRNAs or other small RNAs)、調控蛋白質的活性等。有一些疾病，其致病機轉不僅牽涉到 protein-coding gene 的變化，還需利用相關的 lncRNA 之調控，才能完全解釋其致病機轉。越來越多的證據顯示這些不能轉譯成蛋白質的 ncRNA 在正常生理、生物發展及疾病形成中是很重要的。本研究團隊整合各種生物資料庫，結合 microarray 及 NGS 資料全面性建構及探討 ncRNA 的功能及調控機制。

• 學歷：國立交通大學生物資訊博士
• 研究專長：生物資訊、系統生物學
• 辦公室／分機：資訊大樓 IB02｜分機 20102
• 授課課程（115學年度）：生醫資訊與醫工概論、生物資訊軟體應用、資料結構與演算法、智慧行動照護 APP（進修學士班）、走讀台中．永續之城-2
• 代表著作／研究方向：發表期刊論文逾 20 篇，主要研究包括泛癌症基因表現／突變／甲基化分析、B 型肝炎病毒基因突變預測肝癌復發等領域。

肆精準醫療研究（王昭能｜教授、產學長）

精準醫療已成為全球醫療發展趨勢，隨著醫療大數據和人工智慧的快速發展，各國紛紛聚焦於精準醫療發展。進一步發現基因體、臨床數據和生活史數據與疾病之間的關聯，需要大量多維大數據整合。

透過次世代定序法（Next-Generation Sequencing，NGS）為基礎的疾病基因檢測技術與分析平台，應用範圍涵蓋疾病預防、預測、治療和預後分析，提供患者與醫師、學術研究單位和製藥公司提供嶄新的臨床疾病基因檢測服務。

醫療大數據在疾病風險評估
透過探索式資料分析了解醫療數據輪廓有助於擬定疾病風險評估模型。透過人工智慧技術結合醫療大數據預測疾病的發生風險率，相較於傳統流行病學的風險預測有不同的差異。醫療大數據與人工智慧結合可依據隨時發生的疾病事件不斷地更新與修正預測模型。例如：模型預測某個人未來罹患腎臟疾病的風險增高，醫護人員即可提早進行預防，降低疾病之發生。未來可將體學數據整合入預測模式當中，有助於提升模型的準確度，朝著個人化醫療管理前進。

免疫治療候選基因篩選平台開發
免疫治療的目標是令人體免疫系統能重新識別癌細胞，並更有效率的攻擊腫瘤，免疫治療原理分兩種：一是刺激人自身的免疫系統，使其攻擊癌細胞；二是提供免疫系統所需的物質。而癌症腫瘤微環境中免疫細胞和基質細胞是兩種主要類型的腫瘤組分，研究顯示對腫瘤的診斷和預後評估具有價值。免疫治療候選基因篩選平台主要核心以整合生物資訊與機器學習方式找出關鍵的標記基因以及相關生物路徑。癌症腫瘤微環境篩選結果顯示，未來這些基質細胞及其標記基因有可能成為癌症治療和預測的生物標記。

自然語言處理加速精準醫療報告
精準醫療的發展已成為世界醫療研究趨勢。精準醫療簡單來說就是對症下藥，利用基因定序整合生物醫學相關大數據進行分析的方式，提供更豐富與精準的線索予臨床醫生進行判斷，以利診療與用藥可更為精確，進一步提供個人化醫療。但其中如何整合醫療數據資源以及非結構化數據整合，將決定精準醫療的發展。在生物醫學文獻中，PubMed 生物醫學資料庫，蒐錄約 2800 萬篇生醫相關文獻。本團隊提供一套自然語言處理的技術，從非結構化標註、機器學習與深度學習分析預測到最後結果驗證，精準分析生醫相關文獻中疾病、藥物、基因和突變點位及基因與藥物之間的關聯性，最後建立資料庫提供臨床醫生最佳的預測、預防、診斷與治療決策，幫助病患更了解自己、進行抉擇最佳藥物與治療方案，進一步管理個人健康。

• 學歷：亞洲大學生物與醫學資訊博士
• 研究專長：語意計算、人工智慧、系統生物學、生物醫學資訊
• 辦公室／分機：資訊電機大樓四樓 I414｜分機 1850
• 代表著作／研究方向：發表期刊論文逾 60 篇，近期著作涵蓋機器學習於臨床應用、生物資訊分析等領域；曾獲第 21 屆國家新創獎臨床新創組肯定，並於 2022 年獲教育部「亞洲矽谷智慧創新組」第一名。

壹生物感測（胡文品｜副教授、副研發長）

表面電漿共振（SPR）是一項多功能且具有高靈敏度的技術，可以使用在許多的應用中。表面電漿波是漸逝性的電磁波，電漿波的最大強度發生在產生電漿波的界面上。表面電漿波強度隨著離開此界面的距離呈現指數性的衰減。Kretschmann 架構最常被使用來激發表面電漿波的現象。在 Kretschmann 的架構中，由金屬膜構成的感測器表面，其表面上固定有研究者要研究的生物樣本。用來激發表面電漿波的光線穿過稜鏡後，會照射到薄金屬膜層。光線會耦合到金屬膜的電漿模式，且部份的光線會從金屬膜層反射回稜鏡，此反射的光線會由光感測器偵測。光感測器接收到的光強度改變可代表在金屬膜上生物分子層的變化情形。

表面電漿生物感測器可以提供生物分子作用的即時和動力學資訊，因此它有助於偵測生物性的分析物與分析生物分子的作用情況。表面電漿共振在量測時不需對生物分子進行標定（label）；甚至，它可以允許進行即時監測與定量分析。這個感測技術已經備用於多項的應用中，如生醫診斷、食品安全檢測和藥物發展等。

雖然此種免標定的生物感測器的靈敏度已經可以透過工程技術上的進步獲得大幅的改善，在靈敏度上它仍無法與需要標定的生物感測器相提並論。此外，一個不需標定的生物感測器通常需要精密的儀器。我們的研究著重在透過感測表面的最佳化化學改質或是在量測儀器上的改善，以增強表面電漿共振技術在生醫偵測的靈敏度與降低此量測技術的偵測極限。

• 學歷：國立成功大學醫學工程博士
• 研究專長：醫學工程、生物感測、生物光學、生物力學
• 辦公室／分機：資訊大樓五樓 H50C｜分機 1881
• 授課課程（115學年度）：生醫感測技術概論（博士班）、視窗程式設計、生理學、資訊研討
• 代表著作／研究方向：代表著作包含 2026 年相關核酸適體與矽奈米線場效電晶體研究；執行中計畫「以新穎核酸適體修飾之場效電晶體開發白細胞介素17A的檢測技術」（2026.08–2027.07）。

貳生醫光電與超音波研究（宋昱霖｜副教授）

生醫感測元件為近年來各國研發生物科技重點發展項目之一，本人結合生醫光電與超音波研發技術，再輔以奈微機電製程技術，將其應用於疾病預防、偵測、追蹤、分析，探討進而找出成因和有效的治療方法。研究專長：1. 超音波影像。2. 設計開發人工電子耳蝸植入器。3. 設計光電驅動器助聽器。4. 藥物包覆與輸送技術。5. 表面聲波（SAW）裝置應用於生醫感測元件。

現今研究的課題包含：「新型 SAW 元件應用於藥物投遞之研發」、「開發治療中耳疾病投藥系統元件」、「新型助聽器研究」、「高分子奈米乾燥化於藥物包覆與投遞應用」、「ZnO 奈米棒應用於 LED 以增強生醫光電特性研究」、「肌肉密度掃瞄前期研發」、「高頻超音波麻醉穿刺導引探針系統」、「開發超音波霧化器配製幾丁聚醣微小化載具包覆應用研究」與「自動化超音波肌肉質量檢測儀開發與應用於肌少症檢測臨床試驗研究」。

• 學歷：國立臺灣大學物理博士
• 研究專長：生醫元件研究、聲光元件研究、生醫電子研究、奈米光電子研究
• 辦公室／分機：資訊電機大樓六樓 I626｜分機 1811
• 授課課程（115學年度）：工程數學、電子學
• 代表著作／研究方向：發表期刊論文逾 20 篇，涵蓋 GaN HEMT 元件、超音波設備、電磁干擾防護、肌少症檢測等領域；另出版專書 2 部，並有 3 項技術移轉案（中耳炎藥物元件、超音波超材料鏡頭、空氣循環過濾系統）。

參3D 列印（沈育芳｜副教授）

三維列印原是指美國麻省理工學院所開發出來的一種專利製程的名稱(3DPTM)，為積層製造法的泛稱。發展初期主要應用在製造工件之模型，但隨著電腦科技的日新月異，使得三維列印的精度與結構強度不斷提升，進而被更廣泛的應用在各種領域，並被視為帶動第三波工業革命的關鍵技術。

目前在醫療領域中，3D 列印因著可列印尺寸、材料種類、精細程度的增加，擴展了快速生產客製化高階醫療器材的可能性，在醫療及健康照護領域具有極高的發展潛力。3D 列印可生產的醫療器械，包括手術模型、手術導版、客製化植入物等，可應用科別包含顱顏顎面、人工關節、口腔植牙矯正、根尖治療、脊椎矯正、輔具義肢等，其擬真合用的程度較現行醫療器材所能提供的選擇更為符合客製需求。

目前已將 3D 列印運用在臨床外科輔助、醫學教學模型與個人化植入醫材，未來則以細胞列印、可降解植入物及再生醫學為研究重點。此外，為了因應各式列印需求，亦著重於開發各種可符合待印物機械性質的新式列印材料，並致力於發展具可降解性、高生物相容性之無毒、環保材質，使其可應用於生醫及組織工程領域。

• 學歷：國立中興大學化學博士
• 研究專長：生醫材料、組織工程與再生醫學、3D 列印、醫學工程
• 辦公室／分機：健康大樓地下室 HB50｜分機 20050
• 授課課程（115學年度）：生醫材料概論（碩士班）、高分子材料學、醫學工程實驗、專題討論(一)（碩士班）、基礎生物化學
• 代表著作／研究方向：近期研究涵蓋 3D 列印、細胞積木、外泌體、組織工程支架、傷口敷料、癌症藥物篩選等應用。

肆醫療衛生與防護紡織品（樓靜文｜特聘教授）

除了具有美學的一般衣著及傢俱等家飾紡織品之外，其它廣泛應用於工業、農、牧、漁業、基本建設、交通運輸、醫療衛生、防護、體育、軍事、航太等領域的紡織品，稱為產業用紡織品(Technical Textiles)。在醫療應用上分為：(1)非植入材料，例如繃帶、骨折石膏繃帶、紗布等。(2)體外裝置，例如頸部護具、三角巾等。(3)植入材料，例如骨支架、敷料、血管支架、人工血管、縫線等。(4)醫療保健產品，例如手術衣、帽、鞋、床墊(Mattress)等。在衛生應用上，則例如紙尿褲、衛生棉、濕紙巾等產品。

在防護應用上分為：(1)短期防護，例如抗彈、防刀刺、防針刺等。(2)長期防護，例如工業和醫療防護服組件以及消防員的防護服。而我們主要的研究工作即是賦予紡織品功能性的製程設計並且評估其是否能作為產業用紡織品。

我們目前的研究方向為：(1)具有靜電防護、電磁波干擾防護、賦予遠紅外線輻射功能的複合紗線、織物以及補強熱塑性複合板材等。(2)結合電路、偵測、警報等系統研究可穿戴式電子產品之設計。(3)抗穿刺防護複合織物。(4)人工骨支架、血管支架複合織物。(5)高分子溶液膜、奈米纖維膜傷口複合敷料。

• 學歷：逢甲大學紡織工程學博士
• 研究專長：醫護用紡織品、功能性紡織品、醫用人工敷材、紡織工程、醫療與保健複合材料、智慧穿戴式紡織品
• 辦公室／分機：資訊電機大樓六樓 I614｜分機 1755
• 代表著作／研究方向：2021–2026 年發表期刊論文逾 150 篇，涵蓋纖維材料、複合材料、能源轉換、醫療應用等領域，刊登於 LANGMUIR、Chemical Engineering Journal、ACS Applied Materials 等國際期刊。

伍組織工程（何佳哲｜副主任、副教授）

組織工程透過預先製備具孔洞結構、生物相容性、與生物降解性之支架，來為受損組織提供力學支撐並維持組織外型，同時引導並加速組織向支架內部生長之橋樑。孔洞結構的設計旨於提升進行組織再生過程所需養份與代謝物傳遞效率，透過支架降解速度的調整，使得支架可於體內逐漸降解代謝，進而被新生組織取代已達完整組織再生之目的。

生物列印製造在近年來的發展與進步更是將組織工程於再生醫學之應用性及可行性帶領至嶄新的章節，其作用原理是透過自動定位系統，將以細胞與生醫材料組成之生物墨水於不同位置以不同種類之細胞、材料、與生物分子進行排列組合，使成品不僅可與人體組織有著巨觀結構相似度，更可控制成品內部細胞組成與微環境以利組織再生。然而，生物墨水的性質對細胞生長、分化、與組織重塑等效率影響甚劇。因此，我們的研究方向為發展適用於生物列印系統之生醫材料，探討開發材料物理化學特性對於細胞生長之影響，更透過參數控制來提升醫材可列印性。

• 學歷：中山醫學大學口腔科學博士
• 研究專長：積層製造與生物列印、組織工程、生醫材料、奈米材料、表面修飾、藥物釋放系統
• 辦公室／分機：健康大樓地下室 HB02｜分機 20002
• 代表著作／研究方向：2018–2026 年期刊論文 20 篇、研討會論文 10 篇，研究計畫 9 項（NSTC／MOST／亞洲大學等補助），並指導大專生研究計畫 4 項（109–114 年）。

陸生醫材料（蘇文郁｜助理教授）

生醫材料(Biomaterials)是近年來快速發展的領域之一，所謂的生醫材料泛指一般可用於體內或體外的各種醫療器材(Medical Device)所使用的材料，涵蓋的種類包括了醫用金屬材料、醫用陶瓷材料、醫用高分子材料及醫用複合材料……等等，由於這些材料會與生物體直接或間接接觸，甚至可能長期留存在人體內與組織產生交互作用，因此這些生醫材料與一般工業用材料最主要的差別是必須具有良好的生物相容性(Biocompatibility)。

目前生醫材料應用的領域涵蓋各種類型的醫療器材，例如我們常使用的 OK 繃、隱形眼鏡、或注射用針筒，到各種植入式的醫療器材，例如人工關節或骨水泥等，都應用了各種不同的生醫材料。目前我們的主要研究方向為植入式可生物降解的醫療器材，使用的材料大多為天然高分子材料，通常具有良好的生物相容性質，例如透明質酸(hyaluronic acid)、膠原蛋白(collagen)或甲殼素(chitosan)……等，主要的應用領域包括含藥骨填補物(antibiotics loaded bone substitute)、人工玻璃體填補物(vitreous substitute)、創傷敷料及人工神經導管(nerve guiding channel, NGC)等方面，並結合業界資源儘量朝向可產品化的方向努力。

• 學歷：國立臺灣大學醫學工程博士
• 研究專長：生醫陶瓷材料、組織工程與再生醫學、環境敏感型水膠
• 辦公室／分機：健康大樓地下室 HB23｜分機 20023
• 授課課程（115學年度）：微積分(一)、生醫資訊與醫工概論、資訊研討、生醫創新與商業化、畢業專題(二)
• 代表著作／研究方向：期刊論文涵蓋神經導管、核磁共振生物標誌物等研究；研討會論文含可注射水膠、組織工程支架應用；近年指導多位大專生進行骨組織工程、軟骨修復、神經修復等研究計畫。