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 利用腦側化反轉斑馬魚探討端腦的功能(2021) 李宗祐; Li, Zong-You腦側化(cerebral lateralization)是指左右邊大腦半球(cerebral hemisphere)各會偏重執行(dominate)某些特定功能，為一種脊椎動物常見的現象。這種功能性的腦側化(functional lateralization)又可追溯至左右腦結構，或是特定分子於左右腦分佈的不對稱性(asymmetric)。許多文獻指出上丘腦(epithalamus)是探討斑馬魚腦部結構的不對稱(structural asymmetry)之重要標的。副松果體位於(parapineal)上丘腦中，正常情況下，該核團約有98%的機率會位於左腦中，僅少部分「腦反轉」個體(brain inversed)其副松果體會位於右腦。本計劃比較一般個體及腦反轉個體間，外顯行為及兩側端腦功能差異，結果將有助於了解斑馬魚腦結構不對稱性對，於腦功能側化的影響。目前已知功能性腦側化會體現於個體的認知(cognition)、情緒(emotion) 和學習與記憶(learning and memory)等面向。本研究利用腦側化反轉斑馬魚，探討整合結構不對稱性對情緒與認知的影響。本研究分別使用野生型(wild-type, WT)及foxd3:GFP品系的基因轉殖(transgenic, TG) 斑馬魚作為實驗對象，該TG品系斑馬魚的副松果體會表現外源性的綠色螢光蛋白(exogenic green fluorescence protein, GFP)，故可藉此判別副松果體位置，以篩選出正常(無反轉)的左側副松果體個體(left-side parapineal, Lpp)及腦反轉的右側副松果體個體(right-side parapineal, Rpp)個體。研究包括了四階段的行為實驗(behavioral experiment)，第一階段是基礎運動能力測試，用以確認各實驗動物的自發性游動(locomotor activity test)是否正常，基礎運動功能正常的個體，方能進入下一階段實驗。第二階段實驗為類焦慮行為(anxiety-like behavior)測試，本研究選用新穎性水箱測試(novel tank test)，交叉比對不同組別實驗動物的類焦慮行為表現。第三階段則為抑制性逃避學習測試(inhibitory avoidance test)，檢核腦反轉對恐懼記憶(fear memory)的建立是否有差異。第四階段則是利用腦反轉的TG斑馬魚，探討隨著腦構造反轉後，其功能性腦側化及偏重執行的外顯行為是否同樣出現反轉的現象。實驗結果顯示，腦反轉個體(Rpp)的運動功能與學習能力未受影響，但類焦慮行為明顯增加。在認知功能方面，對無反轉斑馬魚(Lpp)施以右側端腦破壞，會干擾空間及恐懼學習能力，故推測其與野生型斑馬魚相同，空間及恐懼的學習主要由右側端腦所主導，而腦反轉的斑馬魚(Rpp)則轉變為左側端腦主導。因而可推論斑馬魚的功能性腦側化將隨腦部發育反轉，而發生左右顛倒的情形。我們相信端腦功能性側化確實存在於斑馬魚的學習和記憶過程中，但該現象是來自於先天形生(innated)的神經迴路？或是後天經驗學習後(acquired)才逐步建立？仍有賴進一步探討。本研究也觀察到即使對端腦進行較小面績的破壞，但倘若破壞到較關鍵的部位，仍會對空間和恐懼學習造成顯著的損害。Item 探討青少年期捆綁處理對海馬迴功能之長期不良影響(2020) 董佑萱; Tung, Yu-Hsuen青春期遭遇性騷擾(sexual harassment)、學校霸凌(bullying)、情感虐待(psychological abuse)和家庭暴力(domestic violence)等創傷經驗會導致心理創傷(psychological trauma)，已被證實會對心理健康產生長期的不良影響，並增加成年後罹患精神疾病的風險。不幸的是，針對其不良影響的發生，目前僅有少數研究與有限的治療策略。本研究之主要目的為利用青春期綑綁處理動物模式(juvenile immobilization treatment, J_IMO)模擬青少年期創傷經驗，以探究其對海馬迥功能(hippocampal function)的不良影響及其神經機。 本研究採用C57BL / 6J品系雄性小鼠，在出生後第35天和第36天(postnatal day, PND)時進行每天一次2小時，共兩天的J_IMO處理。於第二次綑綁處理後一週時(PND-42)分別進行行為(behavioral)、電生理(electrophysiological)和生化(biochemical)實驗。行為實驗採用抑制迴避測試(inhibitory avoidance, IA) 來評估海馬迴(hippocampus)的學習記憶功能，IA為一與海馬迥功能高度相關的記憶試驗。我們也利用開放空間測試(open field test, OFT)和高架十字迷宮測試(elevated plus-maze test , EPM)來評估J_IMO的類焦慮行為(anxiety-like behavior)。部分動物則斷頭犧牲取腦，製成海馬迴腦切片用於離體胞外電生理記錄(in vitro extracellular recording)，以高頻電刺激(high-frequency stimulation, HFS)誘發的長期增益效應(long-term potentiation, LTP)，來評估動物海馬迴的神經可塑性(neuroplasticity)。為了防止行為實驗對生化分析所造成之干擾，我們以相同的方式準備了另外一批動物，於PND-42時斷頭犧牲，取出其海馬迴進行即時定量聚合酶連鎖反應(real-time polymerase chain reaction, qPCR)分析Grin2a （NR2A受體），Slc12a2 （鈉鉀氯共轉運蛋白2，又簡稱NKCC1），Slc12a5 (鈉鉀氯共轉運蛋白5，又簡稱KCC2), Gabra1（GABAA受體）和Fkbp5（co-chaperone with the heat shock protein 90 and steroid complex）等基因的表現，並且利用西方墨點法（Western blot）來確認NKCC1的蛋白質表現量。 實驗結果顯示，經 J_IMO處理的小鼠，其抑制性迴避學習增強，合併出現削減學習(extinction learning)減弱的現象。而OFT的結果顯示J_IMO組的類焦慮行為有增加的情形，然而在EPM中並未獲得一致的結果。J_IMO組動物的海馬迴HFS-LTP有增強的現象，與對照組相較經J_IMO處理小鼠的輸入和輸出曲線比值（input/output curve ratio, I/O curve）中出現顯著增加的現象。而在配對脈衝促進（pair-pulse facilitation. PPF）的結果並無顯著差異。這些結果暗示海馬迴HFS-LTP的增強應是源自突觸後的機制(post-synaptic mechanism)，例如受體表現量增加(up-regulation)，或者信號傳遞活性增強。qPCR的結果顯示，經J_IMO處理小鼠海馬迴中Grin2a和Slc12a2的表現量顯著增加，可以證明J_IMO組海馬迴突觸後的機制改變。Fkbp5，Slc12a5和Gabra1的表現量未呈顯著差異。之後，我們以表面灌流(suprafusion)方式投予兩種環形利尿劑(loop diuretics)，呋塞米(furosemide)或布美他尼(bumetanide)為NKCC1抑制劑，可將海馬迴HSF-LTP恢復至正常範圍。綜合各項實驗結果，經過J_IMO處理的小鼠表現出異常的行為表現，包括迴避學習之增強、消減學習(extinction learning)能力減弱，和類焦慮行為的增加。J_IMO組的海馬迴HSF-LTP增強海，馬迴功能相關基因如Grin2a，Slc12a2的表現量明顯改變。這些結果共同顯示出，給予J_IMO急性處理也可能對海馬迴功能產生長期影響。 本研究結論為J_IMO處理成功地模擬了青少年的創傷經歷，並且產生長期的不良影響，這和前人之成年IMO處理的研究發現是一致的。有趣的是，我們發現NKCC1在J_IMO小鼠中的海馬迴表現量發生了變化，這解釋J_IMO治療處理不良反應的可能機制。我們建議NKCC1抑制劑如布美他尼可以作為治療藥物，以減輕青少年創傷事件引起的行為異常。