生命科學專業學院—生命科學系
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本系學士班之教育目標為「培育優良之生物科教師及生命科學研究人才」雙軌並行。
因應少子化的衝擊，本系調整相關員額及教學資源之分配，在課程設計及學習活動上，特別注重學生基礎學識、研究能力和研究方法的訓練，使學生可依個人志趣作學習規劃，畢業後有更寬廣的出路。
本系碩、博士班之教育目標則以「培養生命科學研究人才」為主，並兼顧師資培育，故課程設計及學習活動以培養獨立研究能力為主要目標。
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Item Rab18在嗅球成年神經元新生中的作用及分子機制(2022) 吳尚倚; Wu, Sang-Yi成年神經幹細胞存在於哺乳動物大腦側腦室的腦室下區並且終其一生會負責成年神經元新生。成年神經幹細胞會產生神經母細胞，這些細胞會藉由rostral migratory stream遷徙到嗅球分化成神經元。嗅球成年神經元新生的功能為氣味辨別和育幼行為。Rab18屬於Ras相關的小GTP酶家族之成員。我們發現出生後的腦室下區中，Rab18維持神經幹細胞的增殖。Wnt / -catenin訊號會促進在腦室下區中的細胞增殖。Wnt路徑的其中一個下游基因為Cyclin D1，此蛋白可以增加發育中或是成年大腦中神經幹細胞的數量。我們發現Rab18能夠活化Wnt路徑以及對於Cyclin D1的表現是充分且必要的。因此我們假設Rab18透過-catenin來調控Cyclin D1的表現。我們在P19細胞株中過量表現Rab18，發現Rab18會增加-catenin的表現與促進-catenin進入細胞核。但在P19細胞株中過量表現Rab18並且降低-catenin表現，發現Cyclin D1的表現依舊增加，顯示Rab18不是透過-catenin來調控Cyclin D1的表現。銀杏內酯A (GA)是銀杏萃取物的其中一種成分。我們發現GA能夠活化Wnt路徑，並且促進Cyclin D1與 -catenin的表現。因此我們假設減少Rab18的表現時，加入GA能挽救Cyclin D1與 -catenin的表現。在P19細胞株中降低Rab18表現並且加入GA，發現Cyclin D1與 -catenin的表現量增加，顯示GA能挽救Rab18缺失時，Cyclin D1與 -catenin的表現。我們也發現Rab18能活化Sonic hedgehog (Shh) 路徑。Shh路徑的下游轉錄因子Gli2會調控Cyclin D1基因的表現。所以我們假設 Rab18 透過 Gli2 調節Cyclin D1的表達。在P19細胞株中過量表現Rab18並且降低Gli2表現，發現Gli2缺失會反轉Rab18促進Cyclin D1的效果。在過往研究中，我們發現Rab18-/-產後母鼠對於費洛蒙的氣味辨別有缺陷，牠們無法區分自己幼崽和外來幼崽的氣味。Rab18-/-處女母鼠對於一般氣味的記憶也是受損的。所以我們想進一步檢查Rab18-/-處女鼠和產後母鼠中，一般氣味辨別和氣味偵測是否存在缺陷。我們發現 Rab18 對於處女和產後母鼠的氣味辨別是必要的。Rab18對氣味偵測也是必須的。我們的研究顯示Rab18促進-catenin的表達以及使其進入到細胞核並透過 Gli2而非-catenin來促進Cyclin D1的表現。而GA能挽救因為Rab18缺失的Cyclin D1與 -catenin表現。此外Rab18對於處女鼠和產後小鼠能夠維持一般氣味的相關行為是必須的。Item Rab18調節雄性小鼠的成年神經元新生和嗅覺行為(2022) 周辰蔓; Chou, Chen-Man在哺乳動物大腦中有兩個地方有成年神經元新生。在側腦室的腦室下區 (subventricular zone, SVZ)，神經幹細胞 (neural stem cell, NSC) 產生神經母細胞，並且沿著rostral migratory stream (RMS) 遷移到嗅球 (olfactory bulb, OB) 進而分化為成熟的神經元。齒狀回 (dentate gyrus, DG) 的顆粒下區 (subgranular zone, SGZ) 中的神經幹細胞產生祖細胞，進而在齒狀回中產生神經元。在SVZ-OB的成年神經元新生的功能是氣味的分辨和母性行為，而在齒狀回中的成年神經元新生功能為抗焦慮以及依賴海馬迴的學習和記憶。Rab18是Ras相關的小GTP水解酶家族中Rab蛋白的一員，其調控神經內分泌細胞多巴胺的釋放。先前研究發現，在出生後的SVZ中，Rab18能維持神經幹細胞的增殖。這裡，我們測試了在Rab18活化和不活化時期對神經幹細胞的影響。我們在NSC中轉染了Rab18 Q67L（有活性）或Rab18 S22N（無活性）。研究顯示，在Rab18不活化時，減少了神經幹細胞的增殖及神經幹細胞的自我更新，但並不影響其分化。這表示了Rab18對神經幹細胞的增殖及自我更新是必須的。除此之外，在體內試驗中，我們檢查了Rab18雄性小鼠的成年神經元新生。結果顯示，Rab18-/-雄性小鼠的神經幹細胞、增殖細胞和神經母細胞減少，在嗅球中新生的細胞和新生的神經元也減少，而對於神經元的分化並未減少，表示了Rab18對於成年神經元新生是必須的。此外，我們檢查了Rab18-/-雄性小鼠氣味分辨的能力和嗅覺敏感性。結果顯示Rab18-/-小鼠不能區分氣味且有較差的嗅覺能力，表示了Rab18可以調節雄性小鼠分辨氣味的能力以及嗅覺敏感性。所以，我們的結果顯示Rab18調節小鼠的成年神經元新生和嗅覺行為。Item YAP與Rab18調節成年哺乳動物腦中側腦室下區之神經幹細胞功能(2019) 楊琇欐; Yang, Xiu-Li成年神經幹細胞存在於哺乳動物大腦中的兩個位置，一個位於側腦室的腦室下區（subventricular zone, SVZ），另一個位於海馬齒狀回的顆粒下區（subgranular zone, SGZ）。在胚胎發育過程中，YAP和Sonic hedgehog（SHH）訊息傳遞路徑會維持神經幹細胞並抑制其分化。實驗室先前研究發現YAP會激活SHH訊息傳遞路徑來抑制胚胎皮質前驅細胞中的神經元分化，此外YAP在成年SVZ中會維持神經幹細胞功能。故我們假設YAP也會通過SHH訊息傳遞路徑調節成年神經幹細胞的行為。我們先檢查了成年大腦中兩個SHH訊息傳遞路徑的蛋白質PTCH1和Gli2之表達，發現它們存在於SVZ中。我們以Cre-loxP系統專一剔除小鼠SVZ神經幹細胞中的yap並觀察PTCH1和Gli2之蛋白質表達，發現Gli2表現量下調，表示YAP確實會調控SHH訊息傳遞路徑。另一方面我們在神經球 (neurosphere)培養實驗中SHH訊息傳遞路徑是否介導YAP對神經幹細胞功能的影響。我們發現Gli1的下降抑制了YAP誘導的神經球形成，表示SHH訊息傳遞路徑在YAP的下游並在發育階段和成年階段調節神經幹細胞。Rab18是屬於Ras相關的小GTP酶Rab家族之成員，它調節神經內分泌細胞系中多巴胺的釋放。實驗室先前研究發現Rab18以non-autonomous的方式調節成年神經元新生，通過抑制多巴胺分泌來增加腦中催乳素濃度來增進成年神經元新生。在此我們探討Rab18是否也能透過autonomous作用影響出生後神經元新生。我們取出生後第7天小鼠SVZ培養的初代神經球之神經幹細胞，用針對Rab18的兩種shRNA來降低Rab18表達，發現Rab18不影響神經幹細胞分化成神經元或星狀膠質細胞，但它是神經幹細胞增殖所必需的。另一方面我們發現Rab18的下降使第二代神經球形成有減少的趨勢，表示Rab18有可能會維持神經幹細胞自我更新。綜合以上發現，YAP和Rab18會調節出生後SVZ中的成年神經元新生。Item Rab18透過催乳素調控產後母鼠成年神經元新生、育幼以及抗焦慮行為(2018) 洪啟榮; Hung, Chi-Jung成年哺乳動物腦中持續有成年神經元新生之區域分別為嗅球 (olfactory bulb, OB)及海馬迴之齒狀迴 (dentate gyrus, DG)。而神經幹細胞所在之區域，分別為側腦室旁區(subventricular zone, SVZ)與海馬迴之齒狀迴內側區(subgranular zone, SGZ)。成年神經元新生於嗅球中主要功能為氣味辨識及產生育幼行為，而海馬迴中主要功能為空間之記憶及焦慮之調節。Rab18屬於Ras相關的小GTP酶Rab家族之成員。由於Rab18-/-之母鼠其育幼行為是受損的，此現象與成年神經元新生受損之小鼠類似，因此我們懷疑Rab18與成年神經元新生有關。先前研究顯示於神經內分泌細胞中Rab18會負調控多巴胺之釋放，而多巴胺會抑制成年神經元新生及催乳素之釋放，此外催乳素所誘導嗅球成年神經元新生為產生育幼行為及抗焦慮所必需的。因此我們假設Rab18-/-之母鼠懷孕第1天到第7天注射催乳素可能可以挽救成年神經元新生、育幼行為及焦慮之行為。我們發現，溶劑注射後Rab18-/-產後母鼠OB及DG之成年神經元新生明顯變少， SVZ中增殖細胞、神經母細胞及神經幹細胞數目也均有減少，而SGZ中增殖細胞及神經幹細胞數目也均有減少。另外接受催乳素注射後Rab18-/-產後母鼠SVZ增殖細胞、神經母細胞及主嗅球(main olfactory bulb, MOB)之成年神經元新生皆有增加，而Rab18-/-母鼠產後焦慮也因催乳素注射後有緩解，不過育幼行為及味辨識能力仍然沒有被挽救回來。這些結果顯示Rab18會透過催乳素誘導MOB成年神經元新生，但Rab18不會透過催乳素調節育幼行為。Item Rab18負調節產後母鼠腦中多巴胺進而誘導其成年神經元新生與育幼行為(2018) 黃柏文; Huang, Po-Wen成年神經元新生的現象會發生在成年哺乳類動物腦中的兩個區域。在側腦室下區中，神經幹細胞會產生神經母細胞並沿著Rostral migratory stream（RMS）遷移到嗅球並分化成成熟神經元，在嗅球的成年神經元新生功能為辨別氣味和育幼行為。在齒狀迴顆粒細胞下區中，神經幹細胞會產生神經母細胞，它們接著分化成海馬迴齒狀迴中的神經元，齒狀迴的成年神經元新生功能為抗焦慮以及依賴海馬迴的學習和記憶。Rab18是Rab蛋白中的其中一員，屬於Ras相關的小GTP水解酶家族。先前，我們發現Rab18基因剔除母鼠的成年神經元新生有缺陷且其育幼行為是受損的。除此之外，在產後母鼠中，我們還發現Rab18會負調節多巴胺的分泌並且正調節催乳素的濃度。因此，我們假設Rab18透過抑制多巴胺和增加催乳素來調節成年神經元新生和育幼行為。我們給Rab18基因剔除處女鼠注射多巴胺D2受體的拮抗劑haloperidol (HAL)，並透過OB / DG神經元新生去測試我們的假設。在我們初步的結果中，發現當Rab18基因剔除處女鼠注射HAL後，側腦室下區中的增殖細胞和神經母細胞會恢復到與野生型處女鼠一樣的程度。同時，當我們將Rab18基因剔除處女鼠注射HAL之後，齒狀迴顆粒細胞下區中的增殖細胞、神經母細胞及神經元也會恢復到與野生型處女鼠一樣的程度。因此，Rab18會透過抑制多巴胺的釋放，進而調節在側腦室下區中的增殖細胞和神經母細胞以及齒狀迴顆粒細胞下區中的增殖細胞、神經母細胞及齒狀迴中的神經元。此外，我們在Rab18基因剔除懷孕鼠注射HAL後，去測試成年神經元新生、育幼行為、氣味辨識和抗焦慮行為能否回復到與野生型產後鼠一樣的狀態。我們發現在Rab18基因剔除懷孕鼠注射HAL後，側腦室下區中的增殖細胞和神經母細胞會恢復到與野生型產後鼠一樣的程度，並且齒狀迴顆粒細胞下區中的神經幹細胞、增殖細胞及神經元也會恢復到與野生型產後鼠一樣的程度，我們也發現到Rab18基因剔除懷孕鼠注射HAL後，氣味辨識並不會恢復到與野生型產後鼠一樣的程度，而焦慮行為並未在Rab18基因剔除產後鼠及野生型產後鼠中發現有任何差異。所以，Rab18會透過抑制多巴胺的釋放，進而調節在側腦室下區中的增殖細胞和神經母細胞以及齒狀迴顆粒細胞下區中的增殖細胞、神經幹細胞及齒狀迴中的神經元。除此之外，Rab18可能會透過抑制多巴胺的的釋放去調節育幼行為並且Rab18對於氣味辨識是必需的。在未來，我們將繼續研究Rab18如何去調節懷孕鼠中的育幼行為及氣味辨識。