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透過Wnt訊息傳遞路徑調控出生後小鼠側腦室下區神經幹細胞功能(2024) 郭雅琳; Guo, Ya-Lin成年哺乳類動物的大腦中有兩個腦區存在神經幹細胞，且終其一生負責成年神經元新生。其中一個腦區位於側腦室的腦室下區 (subventricular zone, SVZ)，位於此處的神經幹細胞 (neural stem cell, NSC) 會產生大量的神經母細胞 (neuroblast)，而這群神經母細胞會沿著吻測遷移流 (rostral migratory stream)遷移至嗅球 (olfactory bulb, OB)，進而分化成中間神經元 (interneuron)。胚胎發育時期，Wnt訊息傳遞路徑會維持神經前驅細胞 (neural progenitor cell) 的增殖，且近期研究發現Wnt訊息傳遞路徑對於成年神經元新生是必要的。Rab18是Ras相關的小GTP酶Rab家族中的成員之一，實驗室先前研究發現Rab18會活化Wnt訊息傳遞路徑。因此我們提出Rab18可能透過Wnt訊息傳遞路徑調控出生後小鼠的神經元新生的假設。我們取出生後第七天小鼠SVZ的神經幹細胞培養成初代神經球，發現Rab18會透過Wnt訊息傳遞路徑促進出生後小鼠SVZ神經幹細胞的增殖。銀杏內脂A (Ginkgolide A, GA) 以及銀杏內脂B (Ginkgolide B, GB) 是銀杏萃取物含量較高的成分。過去實驗室發現，GA和GB皆會活化Wnt訊息傳遞路徑，且GA會促進Wnt目標基因的表達，而GB則會透過Wnt訊息傳遞路徑促進神經幹細胞分化成神經元。因此我們提出當Rab18缺失時，GA和GB能夠挽救出生後小鼠SVZ神經元新生的假設。發現當Rab18缺失的情況下，GA能夠挽救出生後小鼠SVZ神經幹細胞增殖，而GB能夠挽救出生後小鼠SVZ神經幹細胞分化成神經元。綜合以上結果，Rab18會透過Wnt訊息傳遞路徑調控出生後小鼠SVZ神經元新生。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 Rab18調控出生後小鼠側腦室下區神經幹細胞之自我更新及成年母鼠的氣味辨識(2020) 陳翠怡; Chan, Tsui-Yi成年哺乳動物的腦中，成年神經幹細胞存在於側腦室的腦室下區（subventricular zone, SVZ）。在SVZ中的神經幹細胞會產生神經母細胞，其沿著rostral migratory stream (RMS) 爬行到嗅球，分化成成熟神經元。在嗅球中新生的神經元主要是負責氣味辨識以及母性行為。Rab18是Rab蛋白的一員，屬於Ras相關的小GTP水解酶家族。過去研究中我們發現Rab18對於維持神經幹細胞增殖是必要的，進而得知Rab18對於成年神經元新生的重要性，但並不影響神經幹細胞分化成神經元或星狀膠質細胞。為了確認這點，我們在神經幹細胞中過表達Rab18以觀察其對神經幹細胞增殖的影響，取出生後第7天小鼠SVZ之神經幹細胞培養成初代神經球後，把神經球打散後送入Rab18全長之質體進行觀察，發現過表達Rab18後促進神經幹細胞的分裂。同時取Rab18基因剔除小鼠的神經幹細胞培養成初代神經球，統計神經球的大小及數量，結果顯示剔除Rab18後，其神經球的體積較小，但不影響其數量。由此上述結果得知Rab18對於神經幹細胞的分裂是必要且充分的。另外，神經幹細胞還有一個標誌性的特徵:自我更新的能力。為了測試Rab18對於神經幹細胞自我更新和分裂的影響，我們取得Rab18基因剔除小鼠SVZ之神經幹細胞培養成初代神經球後打散，將其培養成第二代神經球，統計神經球的大小及數量，結果顯示剔除Rab18後第二代神經球的體積較小，數量上亦顯著較少。由此上述結果得知Rab18對於神經幹細胞自我更新的能力是必要的。然而Rab18如何調控神經幹細胞分裂的機制尚未明確，因此我們以Rab18的shRNA來降低Rab18表達，以及將Rab18全長之質體送入P19細胞中，觀察Rab18表現量的改變對於與細胞週期相關之Cyclin D1的影響，證實Rab18對於Cyclin D1的蛋白質表現是充分且必要。為了了解Rab18如何調控神經幹細胞增殖，我們以螢光素酶報告基因檢測了Rab18與三條訊息傳遞路徑:包括Wnt，Notch和Shh訊息傳遞路徑是否有交互作用。發現Rab18會活化Wnt，Notch和Shh路徑。過去在動物模型中發現Rab18基因剔除小鼠的嗅覺有缺陷，不能分辨其幼鼠的氣味，所以我們進一步檢驗該基因剔除小鼠在一般氣味辨識上是否同樣的缺陷。在研究中使用了化學性氣味進行氣味辨識之行為實驗，發現Rab18對於小鼠記住氣味的能力是必要的。綜合以上發現可知Rab18對神經幹細胞増殖必需且充分的，對於神經幹細胞自我更改亦是必要的，並作用於Wnt，Notch和Shh路徑上游，以及與小鼠維持嗅覺記憶的能力相關。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在成年神經元新生和育幼行為中所扮演的角色(2013) 韓岳庭; Yueh-Timg HanRab蛋白質屬於Ras相關的小GTP水解酶家族的一員。已知Rab蛋白質功能為調控胞囊運輸，有研究指出Rab18在神經內分泌細胞中為負調控因子，但是Rab18在成年的神經系統中所辦演的角色仍未被研究。在成年哺乳動物的腦中，仍有兩處有神經元新生，一處在嗅球，另一處在齒狀迴。成年神經元新生在嗅球的功能為分辨一般氣味和調控天生的嗅覺反應，如配偶的辨認和育幼行為；另一方面，成年神經元新生在齒狀迴的功能為抗憂鬱反應和海馬迴相關的學習與記憶。有趣的是，Rab18突變的雌鼠有嚴重的育幼行為缺損和無法辨認子代，這個缺陷如同沒有成年神經元新生的雌鼠，這顯示Rab18可能對於成年神經元新生非常重要。我們用BrdU標定新生的細胞，發現Rab18突變的雌鼠在嗅球的成年神經元新生降低，並且發現在齒狀迴顆粒細胞下區和側腦室下區的神經幹細胞、神經母細胞密度和它們的增生也比正常野生雌鼠低。此外，我們也發現Rab18突變的雌鼠嗅球和黑質內的多巴胺濃度上升。由於已知多巴胺會抑制成年神經元新生，這些結果表示Rab18可能透過抑制多巴胺釋放來調控成年神經元新生。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。Item Rab18在哺乳時期母鼠的成年神經元新生中所扮演的角色(2015) 周雅文; Chou, Ya-Wen在成年哺乳類大腦中，神經元新生持續發生於嗅球與海馬迴的齒狀迴。嗅球神經元新生的功能在於氣味的辨認與產生育幼行為；而齒狀迴神經元新生的功能則是空間學習以及抗憂鬱。Rab18是Ras相關的小GTP水解酶Rab家族中的一員。有趣的是，Rab18基因剃除母鼠的育幼行為是受損的，而成年神經元新生被阻斷的母鼠也無法執行育幼行為，讓我們懷疑Rab18與成年神經元新生有關。文獻指出在神經內分泌細胞中，Rab18負調節多巴胺的分泌；而多巴胺已知會抑制成年神經元新生及泌乳激素釋放。根據這些發現，我們假設在哺乳時期，Rab18會透過負調節多巴胺的釋放，使泌乳激素上升，進而調節成年神經元新生，使母鼠能夠執行育幼行為。我們發現在哺乳時期的Rab18缺失的母鼠成年神經元新生降低，並且在兩個神經幹細胞存在的微環境，即側腦室下區和齒狀迴顆粒細胞下區中，神經幹細胞及神經母細胞的密度和增生也比野生型母鼠低。此外，我們也發現在產後第一天， Rab18剃除母鼠血清中的泌乳激素濃度較低，而中腦的多巴胺則較高。以上研究顯示在哺乳時期，Rab18可能會透過負調節多巴胺的分泌，使得由泌乳激素居中調節的成年神經元新生上升。然而，當對Rab18剃除母鼠皮下注射泌乳激素後，儘管牠們的成年神經元新生回復到和野生型相當的程度，牠們的育幼行為仍然是失常的，顯示由Rab18在哺乳時期透過泌乳激素所調節的成年神經元新生並非誘發育幼行為的唯一因素。