成立於2016年的昱星生技，結合生物與化學領域，開發出全光學技術平台，可透過人類誘導式多能幹細胞(iPSC)分化的迷你器官晶片進行光學訊號讀取，該平台對細胞無毒性、可即時進行長時間細胞動態監控，解決目前高通量細胞生理現象監測的限制，作為高通量藥物篩檢，也為個人化醫療提供更全面化的精準治療。

撰文/彭梓涵　攝影/巫芝岳

2018年，綠色螢光蛋白(Green Fluorescent Protein, GFP)發現者下村修(Osamu Shimomura)，因病逝世，享年90歲；他在2008年摘下諾貝爾化學獎桂冠，

其發現的綠色螢光蛋白是現代科學和醫學領域最重要的工具之一。

綠色螢光蛋白也從此照亮顯微鏡下的生命，它透過基因工程，轉載進不同的基因體，是許多研究用來觀察生物體細胞內生物事件、疾病產生機制、驗證某種實驗假設的方法。

由於螢光蛋白體積小與易用性，目前，市面上無論藥廠或CRO公司利用螢光方式進行細胞生理現象測量與監控的方式，大部分皆是利用化學合成的指示劑(Chemical Dyes)放大訊號，然而，Chemical Dyes最大的缺點是對細胞有太大毒性，且無法提供長時間的生理訊號量測。

牛津大學「生物+化學」研究員 破解高通量細胞生理監測問題

來自臺灣的新創團隊，昱星生物科技(Lumi STAR；以下簡稱：昱星)，在執行長張郁芬、營運兼化學研發長鍾敏玟帶領下，集結蛋白質指示劑專家與光化學家開發跨領域的「全光學技術平台」，解決目前高通量(High Throughput)細胞生理現象監測的限制。

張郁芬與鍾敏玟兩人皆為英國牛津大學研究員，在一次臺灣同學會中認識，張郁芬說，由於牛津的討論風氣盛行，大家很常在茶餘飯後談論自己的專長與研究，雖然兩人的研究專長不同，卻又是「生物+化學」最佳組合的互補領域，在長達一年的討論交流下，於2016年催生了具有光學開發能力的昱星。

昱星的核心技術是以螢光、冷光蛋白質為主體，利用蛋白質工程(Protein Enginerring)設計的感測器 (Reporter)、指示劑(Indicator)，在高通量的藥物篩檢中，以其對細胞無毒性，能以非接觸、非侵入的方式偵測細胞內螢光強度變化。

其中令人注目的是，應用於人類誘導式多能幹細胞(iPSC)的臨床再生醫學應用。張郁芬曾為日本北海道大學生命理學博士與日本學術振興會研究員，對於再生醫學頗有研究，她利用自己在螢光蛋白指示劑開發的豐富經驗，往再生醫學方向作結合。

螢光蛋白結合iPSC 開發新一代高通量篩藥平台

張郁芬說，iPSC具有疾病特異性，能夠分化出疾病的模型，這樣的迷你器官晶片(Organs-On- Chips)是藥物篩選最佳的平台。

她以心律不整病人為例，透過昱星建立的平台，只需取得皮膚細胞，轉換成iPSC，分化成帶病徵的心肌細胞，再透過建立帶有蛋白質感測器的心肌細胞，進行全光學檢測，就能即時且長時間觀察心律不整的訊號，藉此也能進行細胞毒性測試與大規模的藥物篩選工作。

目前，昱星所開發的全光學平台以科學進度來說，已經可以運用在心臟病、神經退化性、癌症、糖尿病等疾病研究。在心臟與神經退化性疾病研究上，昱星也解決了用藍光刺激時，會與紅色螢光蛋白指示劑產生的假訊號干擾，此新型的指示劑正在申請美國專利。

除了使用iPSC建立的平台，全光學檢測也可用在病人癌症細胞檢體的藥物篩選，病人可藉此步驟，進行現有FDA批准的藥物篩選，評估各式候選藥物的毒性大小與有效性，提供更全面化的精準醫療。

另外，在糖尿病的偵測，除了可以在細胞內直接偵測鈣離子對胰島素的調控，昱星利用冷光來標定胰島素的技術，有別於傳統的酵素免疫分析(ELISA)，需要昂貴的抗體標定以及3~4小時的反應操作時間，優化的技術更可直接收取細胞上清液上機定量，減少許多實驗成本與時間。

張郁芬也指出，傳統利用人工智慧(AI)進行的新藥設計，是著重於受體結構與候選藥物活性分子的交互作用，雖然此方法可縮短新藥開發時程，但缺乏細胞上的數據，也常常因為後續臨床試驗毒性過高、或療效不佳不如預期。
而昱星的高通量藥物篩選是建立在細胞基礎的平台，可立即得知藥物毒性，以長遠來說，比較適合做為藥廠藥物開發的平台。

新技術臺灣募資不易 
國發基金投資支持 

昱星在技術研發上已廣泛與國內外機構合作，合作對象包括牛津大學、哈佛大學、京都大學、臺灣大學、中研院等，除了平台技術建立外，昱星也與新加坡科技研究局A*STAR的基因體研究中心(Genome Institute of Singapore, GIS)合作，利用GIS的AI科技建構生醫影像數據分析，未來，昱星也將利用GIS的網絡進行平台的服務，加速產品進入市場。

然而，昱星開發出這樣突破性的技術，其實並未被投資人買單，張郁芬表示，昱星在商業模式的選擇也受到公司初期資金的限制，主要是因為昱星不屬於新藥也不是醫材，是國內生技創投較少接觸的領域，在募資上受到許多挑戰。

還好，泰豐創投經營合夥人何小台，因為其技術應用面廣大，認為昱星極有潛力成為生醫投資界的獨角獸公司，因此與泰豐創投合夥人蔡佳君一同協助，修正營運模式。

昱星也申請到國發基金與天使投資人加入，讓整個營運更完整。目前，昱星已經進駐南港生技園區，在各方面得到資源與協助，國際知名的CRO公司以及國內外大廠也正在與昱星洽談授權與客製化平台，現階段昱星已完成Pre-A輪7,000萬新臺幣募資，預計明年會完成A輪募資，屆時也將會擴大全光學平台對外的服務。

昱星生物科技小檔案

>>本文刊登自《環球生技月刊》Vol. 68