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2018-02-07
生醫碩士學程研究 科學中藥舒緩神經退化
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師大吳忠信教授 從蝙蝠研究走向科學中藥產學研究之路

西方新藥研發已面臨瓶頸 科學家轉回自然藥草中尋求解決之道

研究發現科學中藥可有效緩解神經退化疾病、幫助小鼠壯陽並緩解勃起障礙、保護心臟並降低癌症化療的傷害等功效

傳統醫學有許多寶貴經驗,使用大自然中有益的草本植物,可廣泛地促進人類健康,預防慢性病。國立臺灣師範大學生命科學專業學院生技醫藥產業碩士學位學程吳忠信教授率領研究團隊,向古代醫學取經,以黃耆、當歸、地黃、旱蓮草、女貞子等進行多種科學中藥研究,發現能有效緩解神經退化、心臟功能障礙、失眠打鼾、男性勃起障礙、女性更年期等疾病症狀,九篇相關研究已獲《Clinical Interventions in Aging》(老化的臨床治療)、《Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine》(補充與替代醫學)、《Drug Design, Development and Therapy》(藥物設計、開發與治療)及《OncoTargets and Therapy》(腫瘤標靶與治療)等國際知名期刊刊登。

師大舉行學術研究成果發表記者會,生命科學專業學院院長鄭劍廷主持,吳忠信分享刊登於國際期刊的多篇科學中藥論文研究成果。包括理學院副院長謝秀梅、生科院名譽教授黃基礎、以及已畢業或正在進修生科院博士或博士生的中醫師,包括臺北聯合醫院中醫部主任醫師 蔡文興、順天堂必安研究所副所長李明宗、中醫師江劍影、田安然中醫診所中醫師田安然、中醫師覺宗宏、林嘉發中醫診所中醫師林嘉發,還有臺灣黑熊協會執行長王嘯虎、珍古德國際協會企劃組長陳孟可蒞臨會場。

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吳忠信教授是一位國內知名的蝙蝠研究學者,在美國攻讀博士學位時,曾經有教授問他為何要研究蝙蝠?吳教授開玩笑地說:「過去碩士課題主要研究貓的中樞對於呼吸和心跳的神經調控,博士課題則希望將自己的學術研究等級從『C』級(CAT貓)提升到『B』級(BAT蝙蝠)!」。

然而,近幾年吳教授已經將研究等級從『B』級(BAT蝙蝠)調整回到『C』級(Chinese medicine中藥)!」。吳教授研究發現,臺灣蝙蝠糞便中的環境重金屬以及農藥含量超標,結果說明蝙蝠可能因為攝入食物中含有大量的環境重金屬以及農藥而導致腦部神經元受損,進而引發蝙蝠回聲定位系統功能失靈而造成迷航。

由於古代本草綱目將蝙蝠糞便稱為夜明砂,中醫生常用它治療眼疾病人;但現代如果讓眼疾病人吃蝙蝠糞便,恐怕會讓病人變成阿茲海默氏症。玩笑之間,吳教授開始對於中藥是否可以緩解人類疾病而開始感興趣並投注許多努力在中藥研究。

由於中藥具有藥效穩定、毒性以及副作用小等優越性及實用性,中國傳統醫學的中草藥應用,已經有數千年歷史。大陸著名中藥學家屠呦呦以及她的研究團隊查閱大量古代醫學典籍,察訪民間藥方,希望從中國傳統醫學中尋找對抗瘧疾的中藥方,最終選出約2千個有關對抗瘧疾的藥方,並由古中藥典《肘後備急方》獲得靈感,鎖定從青蒿中提取抗瘧疾藥,而成為2015年諾貝爾醫學獎得主。屠呦呦的研究成果不但挽救了數百萬瘧疾患者的生命,也激勵了全球的科學家開始探索中國傳統的醫學與中藥。

在臺灣,由於工業與農業的高密度發展,造成許多環境毒物與空汙PM2.5充斥其間,加上高齡化等醫療照護問題,結果造成國人罹患神經退化、心臟功能障礙、失眠打鼾、與男性陽痿等疾病的機會大大增加。為此,吳教授嘗試從傳統中草藥尋找有效治療或緩解上述文明疾病的科學中藥配方,並希望能夠進一步探討科學中藥作用在生物體內的生理與分子機制。

首先,為尋找有效治療或緩解神經退化疾病的中藥配方,吳教授團隊選擇由人蔘、黃耆、當歸、地黃、搭配旱蓮草、女貞子研製而成的科學中藥B401,實驗結果發現科學中藥B401對於阿茲海默症、巴金森氏症、亨丁頓舞蹈症三種神經退化疾病模式動物的腦組織均具有活血補氣、抗氧化壓力、發炎與細胞凋亡等保護神經的顯著功效(請參見發表論文1-5);此外,研究結果也發現科學中藥B401可以有效緩解錳誘發之雄性陰莖陽痿模式動物的勃起障礙,且作用機制類似威而鋼,可稱得上是中草藥界的威而鋼(請參見發表論文6)。

為尋找有效治療或緩解心臟功能障礙的中藥配方,吳教授選擇由人蔘、丹蔘、搭配五味子、麥門冬研製而成的科學中藥B307,實驗結果發現科學中藥B307對於心臟功能衰竭的模式動物的心臟組織具有活血補氣、抗氧化壓力、發炎與細胞凋亡等保護心肌細胞的顯著功效(請參見發表論文7);此外,研究結果也發現科學中藥B307可以有效緩解癌症化療模式動物的心毒性傷害(請參見發表論文8)。

為尋找有效治療或緩解失眠打鼾的中藥配方,吳教授選擇由地骨皮、天麻搭配桂皮研製而成的科學中藥B210,實驗結果發現科學中藥B210對於失眠打鼾的模式動物具有促進吸氣以及降低鼾聲等顯著功效(請參見發表論文9)。上述有關科學中藥有效緩解神經退化、心臟功能障礙、失眠打鼾、與男性陽痿等疾病的研究成果已經刊登在國際SCI期刊;科學中藥B401有效緩解神經退化疾病的研究成果也獲得專利證書(中華民國發明字第I571263號)。

吳忠信表示,古代中藥都是依照經驗法則,發現吃了有效之後開始運用,但如果是純中藥,可能會有重金屬或農藥,現在藉助科學方式找出在生物體內的生理與分子機制,希望找出背後效果的原因,並萃取成分與驗證其效果,以建立系統化的科學研究,除了能吃到有效成分,還能減少副作用、降低毒性,因而在與科學中藥業者的合作,相信未來科學中藥會變成主流。

2016年行政院通過「生醫產業創新推動方案」,希望打造台灣成為亞太生醫研發產業重鎮,台師大有鑑於全球生技產業市場的成長蓬勃發展,已經通過今年8月起成立「生技醫藥產業碩士學位學程」,並由吳教授負責規畫學程課程並邀請具生醫產業管理之專家學者擔綱授課教師。吳教授指出台師大成立「生技醫藥產業碩士學位學程」,將以培育生技產業應用型人才為目標,希望學程成立能促進生技醫藥產業人才的專業與跨領域整合管理能力之提升,建立產學研三軌共同輔導機制,以強化國家生技醫藥產業之實力。

吳忠信教授發表有關科學中藥的SCI論文

1. Wu CH*, Lai XJ, Cheng CJ, Yu YC, Chang CY (2014) Applications of digital holographic microscopy in therapeutic evaluation of Chinese herbal medicines. Applied Optics 53(27):G192-197 (SCI, 通訊作者) 建立評估科學中藥對於神經細胞退化緩解效果的數位全影像顯微技術

2. Hsu CH, Wang SE, Lin CL, Hsiao CJ, Sheu SJ, Wu CH* (2016) Neuroprotective Effects of the Herbal Formula B401 in Both Cell and Mouse Models of Alzheimer’s Disease. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine Volume 2016, Article ID 1939052. (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401有效緩解阿茲海默氏症(AD)基因轉殖鼠的神經退化

3. Hsu CH, Wang SE, Lin CL, Sheu SJ, Wu CH* (2016) Remission roles of the herbal formula B401 in mice with manganese-induced neurotoxicity. Botanics: Targets and Therapy 2016(6):75–88. (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401有效緩解錳誘發類巴金森氏症(PD)鼠的神經退化

4. Wang SE, Lin CL, Hsu CH, Sheu SJ, Chien CT, Wu CH* (2015) Treatment with a herbal formula B401 enhances neuroprotection and angiogenesis in the R6/2 mouse model of Huntington's disease. Drug Design, Development and Therapy 9: 887-900 (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401有效緩解亨丁頓氏舞蹈症(HD)基因轉殖鼠的神經退化

5. Wang SE, Lin CL, Hsu CH, Sheu SJ, Wu CH* (2015) Oral treatment with the herbal formula B401 protects against aging-dependent neurodegeneration by attenuating oxidative stress and apoptosis in the brain of R6/2 mice. Clinical Interventions in Aging 10: 1825–1837. (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401透過降低氧化壓力與細胞凋亡機制緩解亨丁頓氏舞蹈症(HD)基因轉殖鼠神經退化

6. Hsu CH, Lin CL, Wang SE, Sheu SJ, Chien CT, Wu CH* (2015) Oral treatment of a herbal formula B401 alleviates penile toxicity for aging mice with manganism via enhancing synthesis of nitric oxide and angiogenesis, and suppressing oxidative stress, inflammation and apotosis. Clinical Interventions in Aging 10: 1173-1187 (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401經由增強陰莖組織的一氧化氮形成並減緩氧化壓力機制有效緩解錳誘發類巴金森氏症鼠的陰莖毒性

7. Lin CL, Wang SE, Hsu CH, Sheu SJ, Wu CH* (2015) Oral treatment with herbal formula B307 alleviates cardiac failure in aging R6/2 mice with Huntington's disease via suppressing oxidative stress, inflammation and apoptosis. Clinical Interventions in Aging 10:907-918. (SCI, 通訊作者) 科學中藥B307透過降低氧化壓力、抑制發炎與細胞凋亡機制有效緩解亨丁頓氏舞蹈症(HD)基因轉殖鼠的心臟功能退化

8. Lien CY, Chuang TY, Hsu CH, Lin CL, Wang SE, Sheu SJ, Chien CT, Wu CH* (2015) Oral treatment with the herbal formula B307 alleviates cardiac toxicity in doxorubicin-treated mice via suppressing oxidative stress, inflammation, and apoptosis. OncoTargets and Therapy 8:1193-1210 (SCI, 通訊作者) 科學中藥B307透過降低氧化壓力、抑制發炎與細胞凋亡機制可以有效緩解癌症化療小鼠因為注射阿黴素導致的心臟毒性

9. Chung KT, Hsu CH, Lin CL, Wang SE, Wu CH* (2017) Traditional Chinese herbal formula B210 relieves snoring through modulating activities of upper airway related nerves in aged rats. Drug Design, Development and Therapy X:XXXX-XXXX (SCI, 通訊作者) 科學中藥B210透過調節上呼吸道神經活性緩解大鼠打鼾

研究成果完整簡報檔下載

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臺師大吳忠信教授近幾年投注相當努力在科學中藥的產學應用研究,2016年獲邀參加第十四屆國際新藥發明科技年會並擔任著名演講人。左下圖主頁人物為大陸著名中藥學家屠呦呦,她由古中醫籍《肘後備急方》獲得靈感,鎖定從青蒿中提取抗瘧疾藥,而成為2015年諾貝爾醫學獎得主。

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臺師大吳忠信教授團隊研究發現科學中藥B401對於阿茲海默症、巴金森氏症、亨丁頓舞蹈症三種神經退化疾病模式動物均具有顯著緩解效果。

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臺師大吳忠信教授團隊為篩選有效緩解神經細胞退化的科學中藥,與光電研究所鄭超仁跨領域合作,建立數位全影像顯微技術(Digital Holographic Microscopy)系統,利用活神經細胞評估科學中藥對於神經生長的效果。(請參考吳忠信教授發表論文:1. Wu CH*, Lai XJ, Cheng CJ, Yu YC, Chang CY (2014) Applications of digital holographic microscopy in therapeutic evaluation of Chinese herbal medicines. Applied Optics 53(27):G192-197 (SCI, 通訊作者) 建立評估科學中藥對於神經細胞退化緩解效果的數位全影像顯微技術)

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臺師大吳忠信教授團隊選擇由人蔘、黃耆、當歸、地黃、搭配旱蓮草、女貞子研製而成的科學中藥B401,右圖則為科學中藥B401有效成分的液相層析儀(HPLC)分析結果。

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臺師大吳忠信教授團隊選擇研究發現科學中藥B401對於阿茲海默症模式動物的腦組織可以透過促進腦組織神經生長因子以及血管內皮生長因子的表現、抑制腦部Tau蛋白聚集以及類澱粉乙型蛋白產生、緩解神經元發炎、氧化壓力、低氧壓力與細胞凋亡、以及降低內質網壓力以及粒線體功能失調等機制,達到保護腦神經的顯著效果。(請參考吳忠信教授發表論文:2. Hsu CH, Wang SE, Lin CL, Hsiao CJ, Sheu SJ, Wu CH* (2016) Neuroprotective Effects of the Herbal Formula B401 in Both Cell and Mouse Models of Alzheimer’s Disease. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine Volume 2016, Article ID 1939052. (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401有效緩解阿茲海默氏症(AD)基因轉殖鼠的神經退化)

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臺師大吳忠信教授團隊研究發現科學中藥B401對於巴金森氏症(PD)模式動物可透過促進腦組織神經生長因子(BDNF)以及多巴胺的表現、抑制腦組織發炎、氧化壓力、以及細胞凋亡等機制,達到保護腦神經的顯著效果。(請參考吳忠信教授發表論文:3. Hsu CH, Wang SE, Lin CL, Sheu SJ, Wu CH* (2016) Remission roles of the herbal formula B401 in mice with manganese-induced neurotoxicity. Botanics: Targets and Therapy 2016(6):75–88. (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401有效緩解錳誘發類巴金森氏症(PD)鼠的神經退化)

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臺師大吳忠信教授團隊研究發現科學中藥B401對於亨丁頓舞蹈症模式動物可以透過促進腦組織神經生長因子以及血管內皮生長因子的表現、抑制腦部mHtt異蛋白聚集、緩解神經元發炎、氧化壓力、低氧壓力與細胞凋亡、以及降低內質網壓力以及粒線體功能失調等機制,達到保護腦神經的顯著效果。(請參考吳忠信教授發表論文:4. Wang SE, Lin CL, Hsu CH, Sheu SJ, Chien CT, Wu CH* (2015) Treatment with a herbal formula B401 enhances neuroprotection and angiogenesis in the R6/2 mouse model of Huntington's disease. Drug Design, Development and Therapy 9: 887-900 (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401有效緩解亨丁頓氏舞蹈症(HD)基因轉殖鼠的神經退化; 5. Wang SE, Lin CL, Hsu CH, Sheu SJ, Wu CH* (2015) Oral treatment with the herbal formula B401 protects against aging-dependent neurodegeneration by attenuating oxidative stress and apoptosis in the brain of R6/2 mice. Clinical Interventions in Aging 10: 1825–1837. (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401透過降低氧化壓力與細胞凋亡機制緩解亨丁頓氏舞蹈症(HD)基因轉殖鼠神經退化)

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臺師大吳忠信教授團隊研究發現經過科學中藥B401處理的亨丁頓舞蹈症模式動物可以有效延長生命週期;利用核磁共振成像(MRI)結果,亨丁頓舞蹈症模式動物經過科學中藥B401處理後,可以有效緩解腦部萎縮的情形。

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臺師大吳忠信教授團隊研究發現科學中藥B401對於錳誘發陰莖陽痿模式動物可以透過促進陰莖組織一氧化氮、以及神經型一氧化氮合成酶(nNOS)與內皮型一氧化氮合成酶(eNOS) 的表現、抑制陰莖組織的氧化壓力、發炎反應與細胞凋亡、以及降低內質網壓力以及粒線體功能失調等機制,達到有效緩解陰莖陽痿模式動物的勃起障礙。(請參考吳忠信教授發表論文:6. Hsu CH, Lin CL, Wang SE, Sheu SJ, Chien CT, Wu CH* (2015) Oral treatment of a herbal formula B401 alleviates penile toxicity for aging mice with manganism via enhancing synthesis of nitric oxide and angiogenesis, and suppressing oxidative stress, inflammation and apotosis. Clinical Interventions in Aging 10: 1173-1187 (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401經由增強陰莖組織的一氧化氮形成並減緩氧化壓力機制有效緩解錳誘發類巴金森氏症鼠的陰莖毒性)

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臺師大吳忠信教授團隊研究發現科學中藥B401對於錳誘發陰莖陽痿模式動物可以有效促進陰莖組織一氧化氮、以及神經型一氧化氮合成酶(nNOS)與內皮型一氧化氮合成酶(eNOS) 的表現,科學中藥B401作用陰莖組織的機制與威而鋼的作用機制類似,可稱得上是草藥界的威而鋼。(請參考吳忠信教授發表論文:6. Hsu CH, Lin CL, Wang SE, Sheu SJ, Chien CT, Wu CH* (2015) Oral treatment of a herbal formula B401 alleviates penile toxicity for aging mice with manganism via enhancing synthesis of nitric oxide and angiogenesis, and suppressing oxidative stress, inflammation and apotosis. Clinical Interventions in Aging 10: 1173-1187 (SCI, 通訊作者) 科學中藥B401經由增強陰莖組織的一氧化氮形成並減緩氧化壓力機制有效緩解錳誘發類巴金森氏症鼠的陰莖毒性) 

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臺師大吳忠信教授團隊為尋找有效治療或緩解心臟功能障礙的中藥配方,選擇由人蔘、丹蔘、搭配五味子、麥門冬研製而成的科學中藥B307,右圖則為科學中藥B307有效成分的液相層析儀(HPLC)分析結果。科學中藥B307是吳教授從傳統中藥的生脈飲配方加上丹蔘,希望能應用在癌症化療病人身上並降低化療引發的心臟毒性。

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臺師大吳忠信教授團隊研究發現科學中藥B307對於亨丁頓舞蹈症模式動物可以透過促進心臟組織內皮型一氧化氮合成酶以及血管內皮生長因子的表現、抑制腦部mHtt異蛋白聚集、緩解心肌組織發炎反應、氧化壓力、與細胞凋亡、以及降低內質網壓力以及粒線體功能失調等機制,達到保護心臟功能的顯著效果。(請參考吳忠信教授發表論文:7. Lin CL, Wang SE, Hsu CH, Sheu SJ, Wu CH* (2015) Oral treatment with herbal formula B307 alleviates cardiac failure in aging R6/2 mice with Huntington's disease via suppressing oxidative stress, inflammation and apoptosis. Clinical Interventions in Aging 10:907-918. (SCI, 通訊作者) 科學中藥B307透過降低氧化壓力、抑制發炎與細胞凋亡機制有效緩解亨丁頓氏舞蹈症(HD)基因轉殖鼠的心臟功能退化)

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臺師大吳忠信教授團隊研究發現科學中藥B307可以透過促進心臟組織內皮型一氧化氮合成酶以及血管內皮生長因子的表現、緩解心肌組織發炎反應、氧化壓力、與細胞凋亡、以及降低內質網壓力以及粒線體功能失調等機制,有效緩解癌症化療模式動物的心毒性傷害。(請參考吳忠信教授發表論文:8. Lien CY, Chuang TY, Hsu CH, Lin CL, Wang SE, Sheu SJ, Chien CT, Wu CH* (2015) Oral treatment with the herbal formula B307 alleviates cardiac toxicity in doxorubicin-treated mice via suppressing oxidative stress, inflammation, and apoptosis. OncoTargets and Therapy 8:1193-1210 (SCI, 通訊作者) 科學中藥B307透過降低氧化壓力、抑制發炎與細胞凋亡機制可以有效緩解癌症化療小鼠因為注射阿黴素導致的心臟毒性)

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臺師大吳忠信教授團隊選擇由地骨皮、天麻搭配桂皮研製而成的科學中藥B210,實驗結果發現科學中藥B210對於失眠打鼾的模式動物具有(A)降低鼾聲;(B)促進喉部肌肉血流;(C)促進吸氣時聲門開啟面積等機制,有效調節上呼吸道神經活性緩解大鼠打鼾。(請參考吳忠信教授發表論文:9. Chung KT, Hsu CH, Lin CL, Wang SE, Wu CH* (2017) Traditional Chinese herbal formula B210 relieves snoring through modulating activities of upper airway related nerves in aged rats. Drug Design, Development and Therapy X:XXXX-XXXX (SCI, 通訊作者) 科學中藥B210透過調節上呼吸道神經活性緩解大鼠打鼾)

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臺師大吳忠信教授團隊有關科學中藥有效緩解神經退化、心臟功能障礙、失眠打鼾、與男性陽痿等疾病的研究成果已經刊登在國際SCI期刊;科學中藥B401有效緩解神經退化疾病的研究成果也獲得專利證書。

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臺師大有鑑於全球生技產業市場的成長蓬勃發展,已經通過成立「生技醫藥產業碩士學位學程」,將以培育生技產業應用型人才為目標,希望學程成立能促進生技醫藥產業人才的專業與跨領域整合管理能力之提升,建立產學研三軌共同輔導機制,以強化國家生技醫藥產業之實力。

新聞露出

1.中央社:台師大動物實驗科學中藥舒緩神經退化 http://www.cna.com.tw/news/ahel/201802060093-1.aspx

2.經濟:台師大動物實驗科學中藥舒緩神經退化 https://money.udn.com/money/story/5641/2970528

3.中央網路報:台師大動物實驗 科學中藥舒緩神經退化 http://www.cdnews.com.tw/cdnews_site/docDetail.jsp?coluid=121&docid=104514515

4.中華:台師大研發科學中藥可緩解神經退化 http://www.cdns.com.tw/news.php?n_id=4&nc_id=212581

5.爽報:受蝙蝠糞啟發!台師大師研究科學中藥 發現中藥界威而鋼 http://sharpdaily.tw/index/article/382834

6.蘋果:受蝙蝠糞啟發!台師大師研究科學中藥 發現中藥界威而鋼 https://tw.news.appledaily.com/life/realtime/20180206/1292947/

7.聯合:台師大研究動物實驗驗證中藥能緩解陽萎 https://udn.com/news/story/7266/2970476?from=udn-catelistnews_ch2

8.央廣:台師大團隊發現中藥界威而鋼登國際期刊 https://news.rti.org.tw/news/view/id/394144

9.中天:台師大教授吳忠信自蝙蝠研究轉往科學中藥 http://gotv.ctitv.com.tw/2018/02/834553.htm

10.中央網路報:臺師大吳忠信率領團隊 從蝙蝠研究走向科學中藥產學研究之路 www.cdnews.com.tw/cdnews_site/docDetail.jsp?coluid=121&docid=104515185

11.中時:台師大教授吳忠信自蝙蝠研究轉往科學中藥 http://www.chinatimes.com/realtimenews/20180206004123-260405

12.今日:台師大動物實驗 科學中藥舒緩神經退化 https://www.nownews.com/news/20180206/2697166

13.Hinet:台師大團隊發現中藥界威而鋼 登國際期刊 https://times.hinet.net/news/21428541

14.科技生活:臺師大吳忠信教授 從蝙蝠研究走向科學中藥產學研究之路 http://www.techlife.com.tw/?page=news&id=38009

15.新浪網:台師大動物實驗 教授吳忠信分享研究成果 http://news.sina.com.tw/article/20180206/25731878.html

16.青年:臺師大研發科學中藥 可壯陽、舒緩神經退化 https://www.ydn.com.tw/News/276630

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