學位論文
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Item 探討小分子C-2對Protein-X促進amyloid beta寡聚合及細胞毒性之研究(2020) 王亮博; Wang, Liang-Bo阿茲海默氏症（Alzheimer’s disease, AD）已被視為常見的神經退化性疾病，主要病因為海馬迴的神經元受損，同時也引起認知功能障礙的出現。AD特徵包括由細胞內蛋白tau過度磷酸化所造成的神經纖維糾結（neurofibrillary tangles, NFTs）及細胞外類澱粉蛋白-β肽（β-amyloid peptide, Aβ）聚集形成的類澱粉斑塊（plaques）。目前，我們實驗室已發現，與年幼的小鼠相比，年老的AD模式鼠具有較高表現量的X蛋白。為了更進一步了解X蛋白在AD中的作用機制，我們藉由轉殖入X蛋白的SH-SY5Y細胞株作為本實驗使用的模式細胞。在細胞存活率方面以及西方墨點法的實驗中，從寡聚合物Aβ42中處理的細胞組別可以得知，經X蛋白的給予後會產生更多Aβ的聚集，使得細胞存活率降低，而處理小分子藥物的C-2能有效降低X蛋白所給予出的Aβ，進而達到拯救細胞的效果。因此，我們認為C-2可能透過抑制X蛋白而有效治療AD的小分子藥物。Item 以第十七型脊髓小腦運動失調症小鼠模式探討ERK活化與Purkinje神經細胞退化之相關性(2020) 林佳薇; Lin, Chia-Wei脊髓小腦共濟失調第十七型（SCA17）是常染色體顯性遺傳小腦共濟失調的一種亞型，是由TATA結合蛋白（TBP）基因中CAG / CAA重複序列的異常擴展所引起。SCA17的臨床特徵是漸進性共濟失調、痙攣、舞蹈症、類帕金森症和認知障礙。而於神經病理上，以小腦萎縮、Purkinje細胞丟失和神經膠質增生為SCA17疾病常見之特徵，並且最終導致共濟失調和行為障礙。實驗室先前已經建立了SCA17轉基因小鼠，以研究異常的TBP聚集體如何誘導SCA17病理作用。在這項研究中，我們主要分析了4-8周大的小鼠，即疾病發作的起始年齡。 我們發現在4週齡大SCA17轉殖基因小鼠中，出現了Purkinje細胞減少，Purkinje細胞核中出現TBP蛋白的累積和小膠質細胞活化。研究尚發現自6週齡大SCA17轉殖基因小鼠，開始發生Purkinje細胞退化情況，亦同時出現星形膠質和Bergmann膠質細胞的增生，並且觀察到在增生的星形膠質細胞和Bergmann膠質細胞中， ERK有被顯著活化之現象。而6週齡大的SCA17轉基因小鼠，也表現出步態紊亂與運動不協調的情況。進一步確認Purkinje細胞死亡的分子機制，6週和8週齡大的SCA17轉基因小鼠中，Bax / Bcl2比例，活化態的caspase-3和89 kD片段的PARP都有顯著增加。綜和上述，SCA17小鼠自6週齡開始，步態異常及運動不協調的表現與神經病理發病的機制在時序上是相呼應的。我們的研究表明活化的pERK是存在星形膠質細胞和Bergmann膠質細胞中，並且可能導致SCA17小鼠小腦神經發炎現象及神經元凋亡。 此外，我們篩選出了一種GSK3β潛力抑制劑PHA-767491，也已知是一種Cdc7 / CDK抑制劑。我們發現PHA-767491透過抑制神經炎症機制對蛋白質聚集相關疾病，如AD、SCA17各種模式均產生了神經保護作用。在SCA17小腦初代細胞培養和器官切片培養中，給予PHA-767491能降低神經膠質細胞的增生。在SCA17小鼠的動物模型中，給予PHA-767491亦可改善步態異常和降低了神經炎症情況，根據以上結果，我們認為聚焦在抑制神經炎症的途徑，可能是一種治療SCA17疾病的潛在策略。Item 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。Item Item Item Item Item Item Item