有助擊敗癌症病變
卵巢癌是香港女性中第六大最常見的癌症。最新數據顯示,於2017年被診斷出的卵巢癌病例有651宗,同年有219例死亡;而導致卵巢癌發生的成因和分子事件,尚未清晰。最近,港大醫學院生物醫學學院助理教授張慧婷博士,及其團隊進行一項研究揭示,一種名為p85β的蛋白質所觸發的信號通路,可以促使卵巢癌細胞生長和發展。
張慧婷博士(中)及研究團隊。
研究團隊發現,p85β通常會透過例如異常的基因擴增,在卵巢癌細胞中出現過度表達。p85β表達水平高的卵巢癌患者,其存活率亦相對較低,顯示p85β在該疾病中的臨床意義。研究發現,p85β可以促使卵巢癌細胞的生長和轉移,解釋了癌細胞中p85β的高表達和相關的不良預後。
研究團隊進一步了解p85β的表達,如何促使癌化現象發生。選擇性自噬是一種靶向和降解特定蛋白質的細胞過程。通過蛋白質組分析和隨後的驗證,研究團隊發現p85β可以保護一種稱為AXL的細胞表面信號受體蛋白免受選擇性自噬降解。作為細胞信號傳導的引發劑,活化的AXL觸發下游信號傳導通路的刺激,從而促使癌症表型。
張慧婷博士表示,他們知道p85β是PI3K信號網絡中的重要組成部分,但尚不清楚它在癌症中的作用。他們也發現了p85β在引發癌症病變中一個以前未知的功能,並且確認當中驅使卵巢癌發展的一種新信號傳導機制。
這項研究確定了p85β是一種有助促使卵巢腫瘤發生的新型蛋白質。因為癌細胞需要依靠p85β生長,所以透過開發針對p85β的信號傳導的治療,將具有擊敗卵巢癌的潛力。
由香港大學工程學院團隊研發的革命性隱私保護系統—「共位認證與處理系統」(Co-Located Authentication and Processing,下稱CLAP),突破邊緣運算裝置在安全與效能之間的技術瓶頸。科研團隊由電機電子工程系黃毅教授和劉正午博士領導,聯同清華大學及南方科技大學的團隊,成功開發出一套基於憶阻器的新系統,能將認證與運算功能整合於同一平台。
這項創新技術將為從穿戴式醫療裝置,到工業物聯網的領域提供關鍵的安全保障,應對當前邊緣計算裝置面臨的重大安全漏洞。
香港大學團隊研發隱私保護系統 。港大圖片
近年醫療物聯網安全事故頻發,黑客利用遠端遙控方式攻擊醫療裝置,例如竄改胰島素泵劑量和干擾心臟起搏器訊號等事件,凸顯出邊緣裝置的安全隱患。
CLAP系統創新運用憶阻器的兩大特性:第一,實現「存算一體化」技術,使數據儲存與運算同步於同一裝置完成;第二,具備「物理隨機」特性,能利用元件間與生俱來的微觀差異。前者可大幅提升數據處理效率,後者則能為設備認證提供獨一無二的安全標記,猶如電子身份證。
基於「互補式金屬氧化物半導體」(CMOS)與基於「憶阻器方案」(CLAP)的對比。港大圖片
劉博士解釋:「傳統方案通常需將安全模組與分析模組、儲存單元與運算單元分開實現,造成巨大的硬體與能源消耗,對資源有限的邊緣裝置而言難以負荷。相較之下,這種硬體整合設計,既能保障認證可靠性與運算精準度,又不會產生傳統方案的額外開銷。」
在概念測試中,新系統於健康監測領域的心電圖(ECG)數據採集應用表現卓越,其認證準確率高達99.46%,訊號壓縮誤差僅為18.67%(均方根誤差百分比),同時實現能耗效率提升146倍及晶片面積縮減近18倍的突破性成果。
CLAP 系統在心電圖數據採集任務中的效能表現。港大圖片
黃毅教授強調:「這項新技術標誌著安全邊緣計算領域的一個重要里程碑,這些改進對於各類資源受限的應用至關重要,無論是醫療植入裝置還是工業物聯網傳感器都能受惠。我們期望推動行業邁向新未來,讓安全不再是以性能為代價的附加功能,而是可成為硬件的原生屬性。」
這項跨院校的研究項目獲得多項資金支持,包括國家自然科學基金、香港特區研究資助局主題研究計劃與優配研究金、安富利 — 香港大學新興微電子與泛在系統實驗室,以及由香港創新科技署創新香港研發平台資助的香港人工智能晶片研發中心。參與研究的團隊成員包括港大工程學院黃毅教授、劉正午博士及丁辰辰博士生;清華大學吳華強教授、林博瀚博士、唐建石教授和高濱教授;以及南方科技大學王中銳教授。
研究成果已發表於國際頂尖期刊《科學進展》(Science Advances),相關研究論文題為《基於共位認證與處理憶阻器晶片的隱私保護數據分析》(”Privacy-preserving data analysis using a memristor chip with co-located authentication and processing”)。