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Indomethacin protects rats from neuronal damage induced by traumatic brain injury and suppresses hippocampal IL-1β release through the inhibition of Nogo-A expression
(2012-06-07) Chao, Po-Kuan; Lu, Kwok-Tung; Jhu, Ji-Yi; Wo, Yu-Yuan P; Huang, Tai-Chun; Ro, Long-Sun; Yang, Yi-Ling
Abstract Background Nogo-A is a member of the reticulon family of membrane-associated proteins and plays an important role in axonal remodeling. The present study aimed to investigate alterations in Nogo-A expression following traumatic brain injury (TBI)-induced inflammation and neuronal damage. Methods A weight-drop device was used to deliver a standard traumatic impact to rats. Western blot, RT-PCR and ELISA were used to analyze the expression of Nogo-A and IL-1β. Nogo-A antisense, and an irrelevant control oligonucleotide was intracerebroventricularly infused. We also performed H & E staining and luxol fast blue staining to evaluate the neuronal damage and demyelination resulting from TBI and various treatments. Results Based on RT-PCR and western blot analyses, the expression of Nogo-A was found to be significantly upregulated in the hippocampus beginning eight hours after TBI. In addition, TBI caused an apparent elevation in IL-1β levels and severe neuronal damage and demyelination in the tested animals. All of the TBI-associated molecular and cellular consequences could be effectively reversed by treating the animals with the anti-inflammatory drug indomethacin. More importantly, the TBI-associated stimulation in the levels of both Nogo-A and IL-1β could be effectively inhibited by a specific Nogo-A antisense oligonucleotide. Conclusions Our findings suggest that the suppression of Nogo-A expression appears to be an early response conferred by indomethacin, which then leads to decreases in the levels of IL-1β and TBI-induced neuron damage.
新生期投與dexamethasone對母鼠的長期不良影響
(2018) 邱惠芳; Chiu, Hui-Fang
地塞米松 (dexamethasone, DEX) 是一種人工合成的醣皮質激素(synthetic glucocorticoid)，目前廣泛做為消炎藥劑(anti-inflammatory)，並用於治療早產兒之呼吸窘迫症 (respiratory distress syndrome)，但多年來研究發現新生期投與DEX (neonatal DEX treatment; NDT) 會導致腦部發育與認知功能的不良影響。海馬迴 (hippocampus) 是空間記憶 (spatial memory) 和連結性學習記憶(associative learning and memory) 的主要腦區，而杏仁核 (amygdala)則是調控情緒的重要腦區，兩者均屬於邊緣系統 (limbic system) 的成員，其功能異常與精神疾病如憂鬱症 (major depression) 及焦慮症 (anxiety disorder) 有重要關聯。前人研究顯示NDT會導致大鼠的類憂鬱行為 (depression-like behavior) 明顯增加，過去關於NDT的研究多著重於公鼠，較少著墨於母鼠，本研究利用新生期母鼠，模擬臨床上早產兒的投藥方式，以濃度遞減式 (tapering dosage) 於出生後第1~3天 (postnatal day-1 to 3) 連續3天依序投予DEX (0.5 mg/kg, 0.3 mg/kg 和 0.1 mg/kg)，並利用細胞外電刺激紀錄 (in vitro extracellular recording)、西方墨點法 (western blot analysis)、抑制逃避學習實驗 (inhibitory avoidance task; IA) 與強迫游泳行為實驗 (forced swimming tests; FST)，評估NDT對青春期 (6週齡) 與成年期 (10週齡) 的母鼠海馬迴與杏仁核之功能影響。實驗結果發現在海馬迴和杏仁核，利用高頻電刺激 (high-frequency stimulation; HFS) 誘發的長期增益現象 (long term potentiation; LTP) 中，青春期NDT母鼠的LTP有抑制的情形，而在成年期母鼠的海馬迴和杏仁核以HFS誘發的LTP則有減弱的情形。西方墨點法的結果顯示青春期與成年期母鼠海馬迴與杏仁核的estrogen receptor alpha (ER) 表現量均低於控制組，而estrogen receptor beta (ER) 的表現量與控制組無顯著差異。在檢測海馬迴空間記憶功能的IA行為實驗發現，NDT阻斷了青春期NDT母鼠抑制逃避學習，青春期NDT母鼠滯留潛伏 (retention latencies) 時間低於控制組並有顯著差異，但這種阻斷效果不會持續到成年期。評估杏仁核功能的FST行為實驗發現，青春期與成年期母鼠在FST模式中，不游動時間百分比 (percent time of immobility) 明顯高於控制組，表現出類憂鬱行為的反應增加。為避免NDT所引起的可能的毒性效果 (toxic effect) 對行為實驗數據判讀的干擾，故合併測量其自發性活動行為 (locomotor activity)，結果顯示NDT母鼠在青春期和成年期的總水平移動距離 (total horizontal distance movement) 與控制組相比，並無顯著差異。在青春期和成年期母鼠在細胞外電生理紀錄時投予雌二醇 (estradiol) 可部分恢復杏仁核的HFS誘發之LTP；青春期動物於6週齡時連續四天皮下注射雌二醇 (0.25 mg/kg/day)，成年期動物於10週齡時連續四天皮下注射雌二醇，分別在第四天給藥結束30分鐘後立即進行FST行為實驗，結果發現給予雌二醇的NDT母鼠，其類憂鬱行為降低。青春期母鼠在細胞外電生理紀錄給予雌二醇可部分恢復海馬迴的LTP。在染色質免疫沉澱實驗 (chromatin immunoprecipitation assay; ChIP) 中發現幼年期NDT母鼠 (2週齡) 的海馬迴中H3K9乙醯化 (acetylation) 與控制組相比，NDT母鼠的H3K9乙醯化百分比顯著低於控制組。在NDT組於出生後第一天同時投與histone deacetylases (HDAC) 抑制劑trichostatin A (TSA)，可使幼年期母鼠海馬迴ER的表現量恢復至與控制組相近，並可使青春期母鼠海馬迴以HFS誘發的LTP恢復，與控制組相比無顯著差異，以及在IA行為實驗發現海馬迴空間性記憶功能恢復，與控制組相比無顯著差異。總結本篇實驗結果，NDT母鼠在青春期與成年期的海馬迴與杏仁核之LTP、ER表現量、空間記憶及情緒功能均產生不良的影響，然而這樣不利的影響會一直持續到成年期，並且這樣的影響可能與H3K9乙醯化下降有關，而於幼年期投予HDAC抑制劑，或於青春期與成年期給予雌二醇，則可有效地降低NDT的長期不良影響。根據本論文的結果發現，NDT對母鼠產生的長期不良影響並直至成年期，這樣的結果可提供給日後相關研究及臨床投藥做為參考。
缺氧誘導因子1α在頭部外傷後調節神經新生所扮演之角色
(2019) 黃泰淳; Huang, Tai-Chun
頭部外傷 (traumatic brain injury, TBI) 是全世界青壯年人口中¬，盛行率和死亡率雙高的意外事故之一。因頭部外傷主要發生在最具有生產力階段的青壯年人口，在頭部外傷病患中約有25% 會造成終身性殘疾並須長期性的照護，因而造成社會或經濟的損失。因此，相關致病機轉和醫療策略的研發極具重要性。我們先前的研究已經證明血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）調節TBI所引發之神經新生的現象(TBI-induced neurogenesis)是經由活化第二型的VEGF受體 (VEGFR2) 和活化絲裂原活化蛋白激酶 (mitogen activated proteinkinase, MAPK) 訊息傳導路徑。前人研究指出缺氧誘導因子（hypoxia inducible factor, HIFs）在正常狀態細胞中含量較為稀少，但在病理狀態下，如缺血(ischemia) 或缺氧 (hypoxia) 時表現會被誘導大量增加。細胞中的HIFs扮演轉錄因子的角色，會進而誘導多種類型的下游基因之表現，特別是與負責血管增生(angiogenesis)、厭氧反應 (anaerobic)、血管舒張 (vasodilation)、紅血球細胞生成(erythropoiesis)、神經新生 (neurogenesis)。本研究的主要目的為探討HIF-1α在TBI誘導海馬迴內神經新生的角色。第一部份的研究結果發現TBI誘導後可以引起VEGF表現和海馬迴內的神經新生。此外，給予HIF-1α的反義股 (antisense) 或專一的抑制劑2ME2 (2-methoxyestradiol)成功地阻斷了TBI誘導海馬迴神經新生。TBI的誘導下，與HIF-1α降解有關兩個主要酵素中的脯胺醯基羥化酶 (prolyl hydroxylase, PHD)的表現減少，而低氧誘導因子-1 抑制因子 (factor-inhibiting HIF, FIH) 的表現則無改變，我們推測PHD的減少是促使TBI後海馬迴內的HIF-1α蛋白量增加的主要原因。此外，我們也排除了其他HIF亞型，如HIF-2α和HIF-3α參與此機制的可能性。後續實驗中也證明了HIF-1α可以結合VEGF的啟動子以調控其表現。總結第一部分的實驗結果，我們證明是HIF-1α而非HIF-2α和HIF-3α為激活VEGF在TBI後大量表現的轉錄因子，以及海馬迴中TBI誘導神經新生的主要因子。故在第二份實驗中，我們專注於探討影響TBI後HIF-1α表現量增加後的下游機制，特別是微小型片段RNA（microRNA, miR）是否在過程中扮演重要的角色。第二部分的實驗證明了miR-210在缺氧後參與了調節海馬迴中的神經新生。TBI後海馬迴中miR-210表現量迅速提升，約在4小時達到峰值，並在8小時內回復到基礎值。給予miR-210 shRNA不僅可有效的抑制miR-210的表現，同時也減少了TBI所引起的神經新生。此外，西方墨點法的結果顯示TBI誘導後MAPK 訊息傳遞路徑中，三個主要的蛋白質RAF-MEK-ERK的磷酸化均呈現增加，同樣的這些蛋白質的磷酸化情形，在經過miR-210 shRNA預處理後均恢復到正常範圍內。進一步探討TBI造成MAPK磷酸化改變的原因，發現海馬迴內的雙特異性去磷酸酶6 (dual specificity phosphatase 6, DUSP6)，還造成RAF-MEK-ERK訊息傳遞去磷酸化的主要磷酸酶，其表現量在TBI誘導後大量減少，我們推論miR-210可能會鍵結DUSP6的mRNA上進而造成其表現量下降。為了驗證上述假設，我們使用慢病毒紅螢光報告系統 (lentivirus report system)，該系統可藉由紅色螢光蛋白 (DsRed) 的表現來偵測miR-210是否會結合DUSP6 mRNA。結果發現DeRed蛋白質的表現在TBI前處理LV-DUSP6組中顯著地減少，證明了miR-210確實具有結合DUSP6 mRNA的能力，進而直接調控DUSP6的轉譯作用，使得在TBI後DUSP6減少，導致MAPK的磷酸化增加，進而促進神經新生的產生。綜合以上各項結果，我們認為miR-210可當作一個重要的生物指標，可用以探測TBI所引起的腦損傷；而TBI所造成的HIF-1α表現量增加，可進一步促進miR-210的產生，miR-210 可鍵結到DUSP6的mRNA上以減少其表現，進而導致MAPK的磷酸化增加，最終提升了TBI後海馬迴的神經新生。因此藉由增強或延長TBI誘導後HIF-1α的表現，應可作為研發針對TBI傷害的新型治療策略或藥物的重要標的。
觀光對台南北門區域發展影響之結構歷程研究
(2019) 楊懿玲; Yang, Yi-Ling
　　位於台灣西南沿海一帶的台南北門，區域內原來是以漁業、鹽業為主要的經濟活動，近年來雲嘉南濱海國家風景區的設置後在北門著手相關的觀光景點建設，並且積極輔導區域內觀光產業的發展，在2014年以白色雲嘉南為主題所設置的水晶教堂打響北門的知名度，遊客遠近馳來，觀光就此成為人們認識北門的一項途徑。　　本研究主張人-地、人-人、地-地三種地理學關注的焦點是認識區域發展的重要依據。因此針對北門的觀光發展，本研究目的如下：以結構化觀點勾勒出北門觀光發展的動態歷程、分析各階段結構因素及能動因素之作用、以及兩股作用力之間的相互作用情形。　　研究結果顯示，北門的觀光發展並非在雲嘉南濱海國家風景區設置後才出現，而是在解嚴後台灣整體的社會氛圍及發展脈絡下逐步萌芽，且受到鄰近七股濱南工業區開發案抗議行動影響，而發展出的體驗式休閒之啟發。最早在北門出現推行觀光的組織是台南縣生態旅遊發展協會，在地居民透過反身性思考，以當地的自然環境資源作為觀光發展的基礎，規劃出體驗式的遊憩活動；其次，台南縣政府在北門執行的城鄉新風貌計畫，則改善北門區域間的硬體設備及景觀；而作用力最大的，則是在雲嘉南濱海國家風景區設置後，雖然對北門帶來觀光發展資源外，卻也制約區域內的發展方向。　　在不同觀光發展階段之中，結構因素主要是在特定時空背景之下出現的政策或者政府組織，對於區域的發展注入資源與規則；能動者的部分則是多以在地商家、居民、組織為主，透過自身的反身性思考與結構互相作用，而北門的社會也在其長期作用之下調和成現今的模樣。