本實驗室的研究工作著重於以下兩個方向:
一. 一氧化氮保護心血管系統免於缺血性病變的傷害: 來自臨床的觀察早已指出，在缺血性心肌梗塞發生時，缺氧及缺氧後重新的血流供應，皆會造成心臟組織嚴重的損壞。最近的研究進一步顯示，具訊息功能的小分子一氧化氮能夠保護心臟組織，避免上述的傷害；因此，若能尋找到提升心臟組織周邊一氧化氮濃度的方法，將對缺血性心肌梗塞的治療上提供具體的幫助。眾多文獻顯示亞硝酸鹽能夠發揮類似一氧化氮的功能，讓心肌組織在缺氧及缺氧後重新的血流供應的情況下維持較好的存活率。根據這樣的觀察，進一步的研究提出許多假設，試圖解釋亞硝酸鹽所扮演的角色。當缺血性心肌梗塞發生時，心臟組織周邊處於低氧的環境，此時局部紅血球中的血紅素有能力將亞硝酸鹽還原為一氧化氮；若一氧化氮能夠穿透紅血球的細胞膜，則此一來自紅血球的一氧化氮就有機會進入周邊的心臟組織，發揮其保護心肌細胞的功能。另一方面，若亞硝酸鹽能直接進入心肌細胞，並透過心肌細胞內生性的酵素將之還原成一氧化氮，亦可發揮其保護功能。本研究的重點，即在於釐清亞硝酸鹽如何透過紅血球中的血紅素，或是心肌細胞內生性的酵素而還原成具有高度活性的一氧化氮，進而保護心臟組織，避免缺血性心肌梗塞造成不可逆的嚴重傷害。我們將採用細胞模式進行機制性的研究，將亞硝酸鹽的還原過程、一氧化氮輸送出紅血球的過程、以及一氧化氮在心肌細胞中促進存活的原因一一釐清。我們並將研究重要訊息分子在這些過程中扮演的角色，以期協助尋找亞硝酸鹽或一氧化氮的標靶。我們預期此一研究成果將對缺血性心肌梗塞的治療策略提供新穎的思考與設計。
二. 蛋白質磷酸化與去磷酸化調控細胞骨架的機制: 過去二十年的研究成果早已指出蛋白質磷酸化的重要性。此種後轉譯修飾作用受到蛋白激酶 kinase及磷酸水解酶 phosphatase之嚴密調控，並扮演極為重要的生理功能。 在本研究中，我們將探討蛋白激酶及磷酸水解酶如何參與細胞骨架蛋白actin重組之過程。我們先前的研究工作已經證實果蠅所表現的骨架蛋白調控分子Kette是一磷酸化的蛋白質，而Kette又可受到磷酸水解酶PTP61F及蛋白激酶dAbl的調控，此時細胞內骨架蛋白Actin的重組則因Kette磷酸化的程度有所快速的變遷，此一重要的發現將作為本計畫的基礎。在後續實驗中，我們將首先釐清Kette、PTP61F及dAbl三者間的關係，並以發育中的果蠅為模式，探討此一調控對Actin參與果蠅器官塑型的重要性。另外，我們將逐一探討其他相關的果蠅骨架蛋白調控分子，包括SCAR/WAVE、Sra-1、Abi，進而瞭解這些分子如何與PTP61F 及dAbl互動，並共同調控果蠅細胞骨架蛋白actin的重組。基於演化上的保守性，類似的機制可能存在於哺乳動物細胞中；因此，我們也將探討蛋白激酶及磷酸水解酶如何透過影響骨架蛋白調控分子的磷酸化程度，進而促成哺乳動物細胞骨架蛋白Actin的快速重組。目前我們將重點放在人類磷酸水解酶PTP1B及蛋白激酶c-Abl針對蛋白調控分子NAP-1的磷酸化所進行的調整。整體而言，此一新穎的研究方向將有助於釐清蛋白質磷酸化及骨架蛋白調控之間的互動關係。