王德瑋老師專訪｜東京大學醫科學研究所

經歷：

2023-present 東京大學醫科學研究所助理教授

2021-2023 東京大學醫科學研究所特任研究員

2018-2021 東京大學理學系研究科博士班研究

學歷：

台灣大學生化科技學系碩士 (2015-2017)

研究領域：癌幹細胞與表觀遺傳

東京大學理學系研究科博士 (2018-2021，2022學位取得)

研究領域：免疫檢查點與老化現象之間的調控

本次日本台灣生技協會很高興邀請到現任教於東京大學醫科學研究所的王德瑋老師。王老師在碩班時於 Cancer Research 期刊發表了一篇關於 SIRT1 以及表觀遺傳對於大腸癌癌幹細胞幹性 (stemness) 的相關研究 [1]。碩班畢業後，前往東京大學理學系研究科就讀博士班，主要研究老化領域。去年 11月在 Nature 期刊以第一作者之姿發表免疫檢查點 PD-1/PD-L1 跟老化之間的關係以及透過抑制免疫檢查點改善老化特徵的論文 [2]。在本篇訪談中，王老師將與我們分享他在日本研究的心路歷程、Nature 發表籌備過程等經歷，以及給予年輕科學家寶貴的學習建議。

延伸閱讀｜免疫檢查點 PD-L1/PD-1 做為抵抗老化的新希望

Part 1: 學思歷程與學術生涯

赴日攻讀博士班：把握時機，勇往直前

「選擇日本投入博士班研究的理由」

關於這點我想分成兩個層面回答。想要出國念博班的理由是因為我未來想要在台灣任教，在碩班期間諮詢了一些師長們的想法，大家一致覺得取得國外博士學歷相對會比較好找到教職工作，所以決定要出國念博班。至於選擇日本的理由則主要是因為近，不希望和家人或朋友有太大的時差，所以沒有考慮美國；另外一方面是因為日本的獎學金制度透明，基本上有交流協會獎學金就足夠在日本生活留學。不像美國跟歐洲獎學金有時候不太好申請，或學程跟獎學金是分開申請，管道又不明確，這些因素的總和讓我最後選擇赴日攻讀博士學位。

而選擇目前研究室的契機，則是因為當初在瀏覽東京大學的研究室時，發現中西真老師的研究方向與我碩士班時期從事的癌症幹細胞的休眠狀態 (Quiescence)、表觀遺傳的研究內容有些類似。中西真老師主要從事老化與表觀遺傳相關的研究，而老化跟癌幹細胞的靜止狀態有點相似，細胞會處在以極慢甚至停止的生長狀態，而我在準備碩士班研究工作的時候多少有接觸過老化相關的研究，也因此，在當時我認為中西老師的研究跟癌症也能有連結，最終才選擇他的研究室。

申請過程的話，由於當時我對於日本的內部承諾制度還很陌生，所以首先我透過郵件向中西老師簡單介紹自己的研究背景與經歷。但我認為自己算是特例，當初中西研究室剛搬到東京大學一年，並沒有什麼學生，也許中西老師當時是屬於來者不拒的心態。另外可能也因為看到我碩士班的指導老師是日本畢業的，覺得我對於日本的學術體系有稍微一點觀念，因緣際會下就收了。我當時並沒有面試，也沒有準備研究計畫，因此申請研究室的過程算是誤打誤撞，而老化相關的研究細節則是進入研究室後才有進一步了解。

「博士班研究的起始與挫折」

進入實驗室的前半年處於摸索階段，初期在大量閱讀老化研究相關論文後，意外發現 PD-L1 的表現量在老化細胞中有異質性 (heterogeneity；註一)，進而將老化細胞與 PD-L1 產生連結。而 PD-L1 在細胞中可以膜蛋白的形式存在，也能存在於細胞質中，所以在進一步用流式細胞儀 (Flow cytometry) 檢測 PD-L1 的表現量後，一小部分的老化細胞呈現 PD-L1 positive。而這樣的發現才開啟了這篇研究。之後花了將近四年半完成整個研究過程。

在做研究的過程中，當然會遇到令人挫折的事，我也不例外。最印象深刻的是，在發現 PD-L1 在老化細胞中有異質性後，想進一步尋找上游機制的過程中，原本以生物資訊方法預測 Gata2 轉錄因子為主因，且也做了一些簡單的驗證，發現在 Gata2 過度表現的細胞樣本中 PD-L1 的表現量確實會下降，但是在後續做的基因剔除 (knock-out) 與基因敲落 (knock-down) 的實驗中發現，在 Gata2 預期位置的蛋白質條帶都沒有消失，後來推論應該是基因敲落效率不高，因為在進行小髮夾 RNA 基因敲落法 (short hairpin RNA; shRNA) 時會用到的 RNA 誘導沉默複合體 (RISC complex) 在老化細胞裡的表現量不高，因此並不是很實用。後來我們也試過 CRISPR knock-out，但結果還是沒有讓條帶消失，反覆驗證很多次後，才發現是抗體的問題，因為當時做西方墨點法 (Western blot) 時，所使用的抗體只能偵測到過量表現的蛋白質，或是反應性太差會產生非專一性的條帶，這樣的結果就是剛好在 Gata2 的位置上產生了一條非專一性的條帶，導致我們一直以為那是 Gata2 蛋白質的表現，在這部分就浪費了差不多半年的時間，因此我們也學到以後要做西方墨點法都會盡量多買幾支可以互相驗證的抗體，會比較安全或保險，這是一個當時遇到的挑戰。

「在經歷身份的轉換後，對自我責任的期許與實踐」

雖然我目前在博士班的研究室擔任助理教授 (助教) ，但是最終是會希望回到台灣任教的。會在同一個實驗室擔任助教的原因是因為當時的實驗室前一位助教到金澤大學升任教授，老闆也希望我可以藉由這個職缺繼續留下來做我的研究，所以就接手這個職位了。在東京大學擔任助教的流程很簡單，主要是得到大老闆的同意後在校內辦一次公開演講，然後讓學友會的老師們簽同意書後，便能進行申請的手續。

而從學生到特任研究員再到助理教授的身份轉變，對我來說變化最大的是對於學生實驗的參與度。過往身為博士生或是擔任特任研究員時，輔導學生並非我的職責，但因為現在的身份是老師，與學生們討論實驗並規劃研究內容，指導他們往學術上比較合理的方向前進變成我的日常任務之一。但就平常實驗工作內容變化不大。時間分配上是三分之一做自己的實驗，三分之一輔導學生，三分之一處理行政工作。

目前輔導的學生中有八位博士生，對於博士生因為他們本身有自己的計畫，所以我能提供的主要是實驗引導與技術支援。而碩士生有十位，對於碩士生的輔導就會比較需要操心。我個人認為日本碩士生比較沒有進入學術界的傾向，更像是來取得一個文憑以利未來找工作，所以我的輔導會更傾向怎麼帶領他們做完一個有頭有尾的研究，使其能順利畢業，但對於研究內容本身的科學性可能就不會那麼講究。不過對於少數未來想繼續攻讀博士班的碩士生來說，讓他們成為一個獨立研究者的過程中同時也是一種對我自己的訓練。

Part 2：投稿 Nature 的經驗分享與老化研究的展望

Nature 投稿的旅程：相信老闆的直覺，奮力一搏

「從投稿 Nature 到論文被接受難免會遇到挑戰，老師是如何克服的呢？」

一開始在投稿這篇論文的時候，整篇研究的數據量只有全文的四分之一左右而已，當時我對於能不能投到 Nature 抱著存疑的態度，但是老闆很堅持要我嘗試。因為他認為往 Nature 投了之後就算被拒絕，也有可能會推薦你的論文給子期刊，而因為是有經過 Nature 的編輯推薦的論文會相對容易通過子期刊的審查，甚至更容易通過後續的審稿。而我自己的觀點是感覺如果一開始就投 Nature 而順利進入審稿階段，但是在最後幾個環節被淘汰掉的話，一不小心就會浪費好幾年的時光。所以當時的我其實是因為老闆的堅持，而抱持著試試看的心態去投 Nature 的。另外一個原因是因為當時實驗室的另一位老闆剛好也有自己的研究在 Nature 期刊的審稿階段，如果同實驗室寄論文的話有機會會交由同一個編輯受理，很幸運的，Nature 的編輯覺得很有趣就直接幫我轉接給另一位免疫專業的編輯，因此開啟長達一年半的審稿階段。這次經歷讓我學到的是老闆他會有自己靠經驗累積的獨到的眼光和判斷，但現階段的我還沒有看透中間到底有什麼玄機。

我在投稿後，因為當時是新冠疫情最嚴重的期間，所以審稿時間拉得很長，我的情況是 2021 年 3 月投稿，6 月才收到第一封回信，整整等了三個月。之後因為第一次投稿的數據實在很不完整，回信中要求做實驗的回饋就有五十七項，其中有一項在經過我們評估後是無法執行的，因此最終完成五十六個實驗。在這些實驗中有包含老鼠老化的實驗，所以時間拖的比較長，中間過程大概花了八個月，到 2022 年的 1、2 月再次投稿，又再過了三個月後收到回覆，再做了第二次修改，做到 8 月再投出去後一個月就被接受了，然後最後在同年 11 月出刊。

而這五十六項實驗中，有一些實驗是在收到回饋前，我們就預測應該會被要求補做，且也提早就完成的。比如說 PD-L1+ 跟 – 之間的蛋白酶體的活性差異。另外還有 CD8 T 細胞與中和抗體的實驗，因為實驗本身需要比較花錢，當時是抱持著被問到再買抗體來做的心態去準備老鼠，最後被要求提供數據才決定下訂抗體。在博士班的這段旅程中，除了免疫染色切片的實驗是借助東京大學醫科研的病理核心實驗室之外，都是我自己去完成的。我認為在完整的研究中，一個合格的獨立科學家應該要在自己能力範圍內獨自完成大部分的實驗。當然在遇到困難的時候，也會諮詢老闆們的意見，或是在某天要做大量老鼠實驗的時候尋求同事的支援，我認為該尋求幫助時也應該要懂得求援。

「了解時下脈動，掌握研究趨勢」

在整個研究開始到發表，總共用了四年半左右的時間，就博士班研究而言，這樣的時長算是正常的，而能發表到 Nature 這麼頂尖的科學雜誌，其實我認為和研究時長沒有太大關係，更多是研究內容有沒有剛好符合當下趨勢。免疫療法應用在癌症治療已行之有年，但應用於減緩老化病徵則比較少見，而在我的研究中，同時結合了免疫療法與老化兩大熱門領域，因此我認為這個部分比較新穎也是能被 Nature 接受的主因。其實有不少冷門且執行時間長的研究最後刊登於知名度相對不高的科學期刊上，因此我個人認為研究時長與發表到的雜誌知名度較無太大關連。

「未來老化研究方向」

未來發展若是指針對 PD-L1 的分子機制，除了在我的論文裡面有提到 P130 跟 E2F 的路徑外，有兩個團隊在研究 p16 與 PD-L1 在分子機制上的關聯 [3][4]。另外，關於老化細胞呈現的抗原，這部分在今年一月 Cancer Discovery 期刊上有兩個團隊發表論文，討論老化細胞專一的 MHC1 抗原 [5]，剛好和我的研究算是並行的。雖然以上研究有一部分是癌症的研究，但基本上 PD-L1 的分子機制很大程度被研究得滿徹底，因此對於後續的部分我認為不太有進一步研究的必要。至於會不會發展成臨床試藥，這其實不是我們研究的目的，我們真正想關注的是老化細胞在生體中自然消失的分子機制，且有研究指出長時間施打PD-1抗體會導致肝癌的發生率增加 [6]，因此我們並不認為使用免疫檢查點阻斷 (ICB, Immune Checkpoint Blockade) 是減緩老化的好方法，反而會造成很多嚴重的副作用。

此外，對於純老化領域的研究，我個人的見解是，由於延緩老化已經是一個被研究了五六十年的領域，所以很多現象跟相對應的分子機制都被解開了，但這只針對 in vitro，在 in vivo 的領域還是很未知的。不少適用於 in vitro 的表現型並不適用在 in vivo，比方說細胞端粒的縮短會導致細胞無法複製的現象形成老化，但端粒縮短這件事在老鼠身上不會發生，因為老鼠的端粒很長而端粒酶活性也強。一般 in vitro 研究是透過 DNA 損傷 (DNA damage) 進而形成老化，且不少文獻將 DNA 損傷歸類在細胞與個體層級的老化主因之一，但這在自然老化的小鼠內並不是很常被觀察到，這可能代表透過 DNA 損傷研究老化的方法所產生的結果不一定能精確地反映自然老化的機制。此外細胞層級與個體層級老化之間的關聯也仍有很大的研究空間。老化疾病主要是來自於慢性發炎，如何抑制老化細胞所造成的慢性發炎，是未來的主流方向之一。由於我將來希望能回到台灣任教，然而台灣學術環境的實驗動物倫理審核與日本不一樣，所以比較難做到在日本相同規模的動物實驗，因此未來我應該會轉向做老化與癌症的研究，例如：由腫瘤細胞轉化成的老化細胞或是進到腫瘤中的老化細胞，他們之間的互動關係。

Part 3：給予年輕科學家的學習建議

「了解自我需求，提早著手規劃」

第一個建議是，提早決定好自己未來想要進什麼樣的領域、產業、方向，如產業界或學術界。在進入到一個新的求學階段時，應該要先想清楚之後要去的方向是往產業走還是學術走，當然不一定要很具體，未來還是會有改變空間，但千萬不能等到博士三年級或是碩士二年級要畢業前才考慮。因為提早規劃好將來的方向，在讀書的這幾年間你的各項規劃與行為目的就會有所不同。比方說，如果是預計要進入產業界，發表一篇能夠刊登在好的期刊上的論文就相對不是那麼重要，需要的是學歷以及累積人脈，吸收各領域知識，增長見識。相對的如果你要進學術界，那發表會是很重要的，你要全心的投入在你的研究中，讓你的研究在好的期刊上面被刊出來，這才會是有很大的幫助，對未來申請那些科研費，或在台灣申請國科會計畫，都很重要。所以提早決定好自己方向，不要拖到最後一刻，對於剛進入碩士班或博士班的學生，我認為是相當重要的一件事。

「不要劃地自限，保持心態開放」

另一個建議是，對於各個領域的論文與不同的實驗技術，都要抱著一種開放的心態去閱讀與學習。只專攻某領域而對其他領域毫不關心，或是學識很廣泛但都不精深，這兩種狀況都不太好。當然，術業有專攻，我認為每個人都會有各自專業的領域，而如果是一個大型的研究計畫，大家各司其職去負責自己專業的領域是一件很有效率，投資報酬率高的方式。所以我認為分頭進行分工合作去執行這個觀點是正確的。但是如果你今天身為一個學生，我會建議保持開放心態，多去學習一些跨領域的知識，能夠自己完成的實驗內容就自己嘗試學習完成，這樣會是很好的訓練，也對未來的發展有幫助。當然這其中，如果是自己一個人比較難完成的大量作業，或是領域跨區太大，導致你時間與學習成本太高的情況下，也可以考慮尋求適當的協助，但相對來說你可能就失去了學習那些領域的知識的機會，就這點我認為可以各自做取捨。

另外，我認為特別需要精進的是新技術，近十年來是個資訊爆炸的時代，在這樣的時代若沒有程式編碼的經驗，基因分析對你來說就會很難，進而降低學習慾望。在學生時期多透過一些網路上的資源把這些東西掌握在自己的手裡，你還有很大的可塑空間，看準這個世界的潮流、新的技術，哪些技術是你有辦法學起來的，好好評估一下然後執行。

「資訊爆炸時代，如何掌握學習要領並建立自己的資料庫？」

學海無涯，這個世界上的知識你是不可能學的完的。所以我認為先把會用到的東西學起來，學完了就可以大量閱讀有興趣的論文，也不需要強迫自己去看沒有興趣的東西，因為這些東西是學不完的。會建議先學自己喜歡的，如果是會用到的知識，也就不要逃避，好好學習。關於建立資料庫這個部分，就我自己研究的老化領域，真正與我有關且重要的論文大約一百至兩百篇。而當中重要的資訊也會反覆被想起，所以把這些重要的論文記起來並不是一件難事；我身旁的同事會將讀過的論文與其開頭作者以及論文中的重要資訊建立成一頁投影片，之後再打上關鍵字就可以在檔案裡搜索，我認為這也是不錯的方式，提供給大家參考。

結語：

王老師在這次訪談中與我們分享了自身求學與研究的寶貴經驗，同時與我們分享其令人眼睛為之一亮的老化研究與未來展望。在訪談的最後，王老師也不斷勉勵學子們勇於跨出舒適圈，不要怕學習新事物，在此 JTBA 也衷心謝謝王老師精彩的分享。

註一：異質性 (heterogeneity) 是指細胞群體在複製分裂的過程中，子代細胞可能帶有基因突變或表現量的差異，進而導致細胞群體在生長速度、功能及表現型有程度上的不同。

參考文獻：

1. Wang, T. W., Chern, E., Hsu, C. W., Tseng, K. C., & Chao, H. M. (2020). SIRT1-mediated expression of CD24 and epigenetic suppression of novel tumor suppressor miR-1185-1 increases colorectal cancer stemness. Cancer research, 80(23), 5257-5269. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-19-3188

2. Wang, T. W., Johmura, Y., Suzuki, N., Omori, S., Migita, T., Yamaguchi, K., … & Nakanishi, M. (2022). Blocking PD-L1–PD-1 improves senescence surveillance and ageing phenotypes. Nature, 611, 358–364. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05388-4

3. Majewska, J., Agrawal, A., Mayo, A., Roitman, L., Chatterjee, R., Kralova, J., … & Krizhanovsky, V. (2023). p16-dependent upregulation of PD-L1 impairs immunosurveillance of senescent cells. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2023.01.30.524522

4. Onorati, A., Havas, A. P., Lin, B., Rajagopal, J., Sen, P., Adams, P. D. & Dou, X. (2022). Upregulation of PD-L1 in Senescence and Aging. Molecular and Cellular Biology, 42, e0017122. https://doi.org/10.1128/mcb.00171-22

5. Marin, I., Boix, O., Garcia-Garijo, A., Sirois, I., Caballe, A., Zarzuela, E., … & Serrano, M. (2023). Cellular senescence is immunogenic and promotes antitumor immunity. Cancer discovery, 13(2), 410-431. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-22-0523

6. Pfister, D., Núñez, N. G., Pinyol, R. , Govaere, O. , Pinter, M., Szydlowska, M., … & Heikenwalder, M. (2021). NASH limits anti-tumour surveillance in immunotherapy-treated HCC. Nature, 592, 450–456. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03362-0