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Item 評估TrKB之潛力促效劑於阿茲海默氏症細胞與動物模式之神經保護效果(2019) 范家豪; Fan, Chia-Hao阿茲海默氏症(Alzheimer’s disease, AD)是目前最常見的神經退化性疾病之一，至今尚無顯著有效的治療方法。這種全球性的健康問題不論是對於個人或社會都有極大的影響。AD在病理學上主要有兩個病徵：類澱粉蛋白(β-amyloid peptides, Aβ)堆積成的斑塊(plaques)以及Tau蛋白過度磷酸化所導致的神經纖維糾結(neuro-fibrillary tangles, NFTs)。許多研究證實，在失智症病患腦中之腦源性神經滋養因子(Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)濃度較低，且此現象可令更多的Aβ生成。BDNF及其受體原肌球蛋白相關激酶B(tropo-myosin-related kinase B, TrkB)，可調節長期增益效應(LTP)、長期抑制效應(long-term depre-ssion, LTD)、軸突出芽、樹突增生、突觸可塑性和神經元分化。7,8-二羥基黃酮(7,8-dihydroxyflavon, 7,8-DHF)是目前已知的TrkB促效劑，可與細胞膜上的TrkB受體結合並引發同源二聚化，啟動下游之訊息傳導。本研究是使用結構與7,8-DHF類似之12種新型的TrkB促效劑，經過MTT實驗評估發現12種促效劑對神經細胞都無明顯細胞毒性及神經突生長之影響。接著於小鼠海馬迴細胞初級培養給予Aβ25-35誘導神經損傷作為AD模式篩選平台，結果顯示LMDS-1能有效緩解因Aβ25-35寡聚體所導致的神經突長度及分支數目降低之現象，因此選擇LMDS-1進入動物實驗測試，並以7,8-DHF為正控制組。先利用立體定位注射Aβ25-35至小鼠海馬迴CA1區域以建立AD模式動物，再給予7,8-DHF或LMDS-1之處理，並於期間進行一系列行為實驗，結果顯示LMDS-1可有效改善因Aβ25-35誘導所導致的短期及長期記憶受損。在病理分析上，我們利用免疫組織化學染色和西方墨點法分析小鼠海馬迴組織，結果顯示LMDS-1可有效改善因Aβ25-35誘導所導致的Aβ堆積、成熟神經細胞缺失、pERK及synaptophysin表現量降低。由病理分析結果推論，LMDS-1可能是經由pY516TrkB活化Ras/MAPK路徑來激活CREB轉錄因子，進而上調mBDNF之表現量，改善因Aβ25-35所導致的記憶缺失。綜合上述結果，LMDS-1是具有治療AD潛力的新型TrkB促效劑，能夠改善動物記憶功能，並緩解AD代表性之病理特徵，希望能為日後AD研究提供一些新的方向與目標。Item PS128精神益生菌對於阿茲海默氏症小鼠模式的效益及其作用機制(2019) 陳潔玲; Chen, Jie-Ling隨著高齡社會的到來，失智症人數急遽增加，其中阿茲海默氏症是失智症中最常見的類型。大量的β類澱粉蛋白質(Aβ)與Tau蛋白質過度磷酸化堆積是阿茲海默氏症最主要的病理特徵，然而目前不論針對Aβ或是tau的處理仍無法有效治療方式；因此迫切需要開發新的治療策略以因應當前全球最棘手的阿茲海默氏症。依據腸腦(gut-brain axis)雙向影響的原理，先前研究發現口服益生菌可避免或是延緩因壓力或是腦室急性注射Aβ的方式造成認知功能的受損；然而其所使用的動物模式，都無法代表典型的阿茲海默氏症動物模式。另外，台灣本土發現的PS128精神益生菌可以減少因壓力產生的焦慮、憂鬱與周邊發炎反應等正向效果。因此本研究將使用偶發型與家族型兩種阿茲海默氏症動物模式探討PS128精神益生菌於認知功能的成效，進而探討其作用的分子機制。本研究將用6個月大的3×Tg-AD (三基因轉殖鼠)與C57BL/6J公鼠於側腦室急性注射STZ 4 μl (Streptozotocin; 鏈脲黴素)或是生理食鹽水，注射前7天起小鼠接受每天管餵一次PS128 100 μl (10^10 CFU/ml)或vehicle處理，連續給予33天。首先，我們發現3×Tg-AD小鼠相較於同齡的B6小鼠其空間學習能力較差，而且其膽鹼性神經元數量也大幅地減少。另外，我們也發現前處理PS128能避免B6或3×Tg-AD小鼠因急性側腦室注射STZ造成的認知功能缺陷並且伴隨著減少AD相關病理特徵，包括Aβ的堆積、神經發炎反應， BACE1蛋白質表現量上升與認知功能相關腦區神經元數量減損等，因此此研究揭露PS128益生菌對於阿茲海默氏症的治療潛力。Item 以BDNF受體TRKB為標的開發治療退化性神經疾病之小分子促效劑藥物-以阿茲海默氏症果蠅模式為平台(2019) 吳柏逸; Wu, Bo-Yi細胞外Aβ-澱粉樣蛋白（Aβ）形成斑塊和胞內含磷酸化Tau蛋白質的神經纖維纏結（Neurofibrillary tangle, NFT）是阿玆海默氏症（AD）的兩個主要病理特徵。許多研究證明干擾斑塊和/或NFT的發生將會有助AD的治療。經研究顯示腦源性神經營養因子（BDNF）參與AD的發病機制，因其在AD患者腦中的表現會降低，研究發現BDNF對Aβ42和tau毒性具有神經保護作用。我的研究目標是利用果蠅阿茲海默氏症的疾病模式：（1）研究BDNF信息傳遞路徑對AD致病機轉中的作用;（2）以AD果蠅模式篩選有助益的小分子TrkB促效劑，並（3）研究這些促效劑的作用方式。我們發現以RNA干擾果蠅BDNF受體TrkB同源蛋白（Toll 6和Toll 7）的表現，加劇了Aβ42誘導複眼粗糙的表型，也增加細胞死亡的數目，以及類澱粉斑的沉積。顯示BDNF信息傳遞路徑確實伴演Aβ42誘導神經毒性中有一定的角色，此結果也合理化使用果蠅模式篩選TrkB促效劑收治療阿玆海默氏症的策略。以類黃酮及TrkB促效劑類似化合物為篩選目標藥物，在我們初步的篩選中，7,8-DHF, Wogonin, LMDS1及LMDS4可改善因Aβ42造成果蠅複眼退化的性狀，同樣的包括上述的四種小分子藥物及LM016也對因TauR406W突變蛋白造成果蠅背甲剛毛缺失的性狀有改善，進一步發現7,8-DHF，Wogonin，LMDS1及LMDS4降低Aβ42毒性的效果，可因Toll 6和Toll 7的表現下降而減緩，顯示上述藥物有部分是透過BDNF訊息傳遞路徑來改善阿滋海默氏症的病徵，未來我們將以類似方式檢查，藥物壓制TauR406W蛋白毒性是否也是經由強化BDNF息傳遞路徑而來，實驗也將以細胞死亡的數目，類澱粉斑的沉積，及磷酸化Tau蛋白質的表現量，強化上述論証，此外藥物處理是否改變BDNF息傳遞路徑下游基因(如CREB及GSK3β) 的表現量，將有助釐清我們篩選的藥物是否為TrkB促效劑。Item 環境因子與Abeta1-40加成性傷害空間學習及記憶行為(2010) 黃慧貞; Hei-Jen Huang阿茲海默氏症(Alzheimer's Disease)於中樞神經系統內主要病變特徵之一為澱粉樣斑塊堆積。Aβ蛋白質（長約39到43個胺基酸）是穿膜本體蛋白質β-amyloid precursor protein (APP)的代謝物，是造成澱粉樣斑塊最主要之原因；大部分Aβ蛋白質為Aβ1-40與Aβ1-42。雖然Aβ1-42於澱粉樣斑塊及認知功能受損中扮演著舉足輕重的角色，但是在阿茲海默氏症早期階段時Aβ1-40的分泌量遠超過Aβ1-42；甚至有研究發現Aβ1-40在阿茲海默氏症晚期階段病因形成有所相關。因此本論文主要探討環境因子是否會提升Aβ1-40的毒性及如何造成神經退化之機轉。首先，第一個實驗所運用的環境因子為第I型糖尿病所造成的高血糖與Aβ1-40交互作用所產生的影響。結果發現，單獨高血糖或Aβ1-40都無法造成海馬回顯著性地神經退化及空間學習及記憶之損壞；但是高血糖同時併入Aβ1-40會造成Aβ1-40大量堆積、氧化壓力增加及細胞凋亡，最後導致空間學習及記憶之受損。第二個實驗主要探討老化(aged)與Aβ1-40之間的關係，所使用的老鼠為阿茲海默氏症雙基因 (APP/PS1) 突變的背景鼠種(C57BL/6J × C3H)。雖然不論何種阿茲海默氏症基因轉殖鼠均無法完全模擬人類罹患阿茲海默氏症，然而不同鼠種背景之阿茲海默氏症基因轉殖鼠其致病原因及行為受損程度卻有所差異。因為我們實驗室APP/PS1雙基因突變的基因轉殖鼠其背景鼠種為(C57BL/6J × C3H)，所以此實驗對象為C57BL/6J (母) 與 C3H (公) 交配所產生的第一子代公鼠。結果發現，老化與Aβ1-40交互作用會產生短暫性體重下降及空間記憶提取之問題；所以推測體重短暫性下降或許是老年癡呆症的早期訊號。最後一個實驗探討之環境因子是目前時下許多人所面臨之狀況—壓力，觀察壓力與Aβ1-40之間的交互作用；結果發現海馬回處出現細胞凋亡及突觸功能受損而導致嚴重的空間學習及記憶之受損。綜合以上的結果，發現Aβ1-40的毒性會受到環境因子之影響而提升而且不論哪一種環境因子與Aβ1-40相互作用都是透過氧化壓力之傷害，因此建議抗氧化壓力之治療或預防措施能延緩阿茲海默氏症病程之發展。Item 以amyloid-β 聚集為目標的阿茲海默氏症治療策略(2013) 黃鉦翔; Chen-Hsiang Huang阿茲海默氏症是最常見的老年癡呆症，主要臨床症狀包括Aβ胜肽聚集而成的細胞外澱粉樣蛋白斑與tau蛋白形成的細胞內神經纖維糾結。Aβ胜肽與tau蛋白的聚集往往是基於β-結構互相堆疊而形成。由於藉由破壞蛋白之間的氫鍵可能抑制蛋白聚集，故可能可以從吲哚、多酚類及其衍生物和中藥材篩選出潛在的Aβ胜肽聚集抑制劑。為了達成以上目的，本實驗利用thioflavin T分析法篩選人工合成之化合物。此外，於細胞層面上將Aβ42胜肽與GFP螢光蛋白的N端融合，用於反映Aβ42聚集之程度，並建立於SH-SY5Y細胞和293細胞中，篩選出Tet-On SH-SY5Y細胞與Tet-On 293細胞。Tet-On 293細胞被用來測試植物萃取物與天然或人工合成化合物，藉由綠色螢光訊號區別可延緩或抑制Aβ42聚集之抑制劑。本實驗使用Tet-On 293阿茲海默氏症細胞模式於高通量分析系統，並結合自動顯微鏡與圖像分析自動測試化合物的有效濃度。本實驗分析出10種植物萃取物與人工合成化合物，能提升Aβ42-GFP綠螢光之訊號，其中NTNU-043、NTNU-057、NTNU-059、NTNU-071、NC009-1以及NC009-2等較具潛力，能增加Hsp27蛋白表現，幫助抑制Aβ42聚集。Item PPP2R2B：外遺傳研究暨藥物篩檢模式的建立(2011) 王允麟; Yun-Lin WangProtein phosphatase 2A (簡稱PP2A)是細胞內重要的蛋白去磷酸化酵素，其次單元B調控PP2A在細胞內作用的位置及催化的受質種類。PPP2R2B是表現在腦神經細胞中的PP2A調控次單元B。腦部表現的PP2A調節tau蛋白的磷酸化。Tau蛋白過度磷酸化和PP2A活性下降，皆和阿茲海默氏症(AD)相關。本實驗室的研究亦發現PPP2R2B的低啟動子活性，和國人的阿茲海默氏症顯著相關。本研究第一部份是以PPP2R2B啟動子接上EGFP報導基因，來建立人類胚胎腎HEK-293及神經腫瘤SK-N-SH細胞，轉染入轉錄因子SP1及CREB1後，分析綠螢光量變化，並未呈現預期的調控情形。第二部分為探討PPP2R2B DNA甲基化的外遺傳調控，與阿茲海默氏症的相關性。選取五組年齡及性別配對的病人及正常人DNA樣品，經Bisulfite定序，結果發現AD病人的PPP2R2B的5'端甲基化程度有高於正常人的趨勢，尤其是-311及-310的位置，雖然並沒有到達顯著差異。進一步的神經(SK-N-SH、SH-SY5Y)及非神經(HEK-293)腫瘤細胞PPP2R2B啟動子定序，顯示HEK-293細胞PPP2R2B啟動子上的甲基化，但以去甲基化藥物5-aza-dC處理HEK-293後，PPP2R2B表現量並未顯著上升，MeCP2的抗體的染色質免疫沈澱亦未看到MeCP2蛋白結合到PPP2R2B啟動子上。Item PPP2R2B 基因外遺傳研究及細胞模式研究(2010) 高慈蓬PP2A為真核細胞內一種普遍的絲胺酸/酥胺酸去磷酸酶。PP2A全酶包含結構骨架A次單位、調節B次單位、催化C次單位。PPP2R2B (Bβ)為普遍表現在大腦組織中的調控次單位。PPP2R2B基因透過基因啟動子的差異使用及選擇性裁接，產生Bβ1和Bβ2兩種異構型蛋白。Bβ1啟動子上CAG三核苷酸重複擴增，可能因導致細胞質中Bβ1表現量的上升，而與第十二型脊髓小腦萎縮症相關。相反的，病例-對照組及啟動子的研究顯示，罕見短的CAG三核苷酸重複等位基因和低轉錄活性及阿茲海默氏症相關。為探討Bβ1在阿茲海默氏症上可能扮演的角色，本研究透過bisulfite處理及選殖定序，檢查5個阿茲海默氏症患者及年齡與性別配對的正常人，Bβ1啟動子1 kb片段的序列甲基化情形，結果發現患者的甲基化程度略高於正常人(雖然差異未達顯著性)，顯示外遺傳改變可能影響阿茲海默氏症患者Bβ1的表現。此外，本研究並用穩定誘導表現Myc標籤的Bβ1及Bβ2細胞株，來探討Bβ調節的PP2A在神經退化中的角色。結果發現表現Bβ2的細胞活性氧自由基增加。氧化劑TBH及Aβ1-40的添加更顯著提昇Bβ2表現細胞的活性氧自由基。Item TBP功能缺失參與阿茲海默氏症果蠅模式中之類澱粉蛋白毒性(2015) 鄭建文; Jian-Wen Zheng蛋白質不正常的折疊聚集是許多退化性神經疾病的指標之一，其中也包括阿茲海默症。目前已知阿茲海默症常見的致病原因有二，其一為細胞外β類澱粉蛋白質堆積；另一病徵則為Tau蛋白質堆積所形成的神經纖維狀糾結並造成漸進性的腦皮層萎縮。不正常的蛋白質堆積也是其他退化性神經疾病的常見特徵之一，包括遺傳性的多麩醯胺酸疾病亨丁頓舞蹈症和小腦萎縮症。在上述的這些退化性疾病當中皆有一定比例的不可溶性的轉錄因子TATA box binding protein(TBP)，這些包含麩醯胺酸的不正常折疊堆積也可能是造成阿茲海默症的原因之一。先前已有資料顯示正常野生型的TBP和β類澱粉蛋白質以及Tau蛋白質在阿茲海默症的病人腦中堆積，根據此一證據我們進一步在果蠅模式下實驗證實β類澱粉蛋白質可能透過影響TBP的結合功能或是轉錄功能進而成阿茲海默症的成因之一。我們的研究發現大量表現β類澱粉蛋白質在果蠅的特定組織部位造成許多病理上的症狀，包括複眼細胞的退化、運動行為缺陷及壽命減短等現象；相反地增加TBP的表現則能有效的改善上述退化及行為等性狀，而抑制果蠅內生性的TBP蛋白則使得這些性狀更加嚴重。另外，運用EMSA的方式證實類澱粉蛋白濃度提高造成了TBP對TATA DNA的結合力下降。在果蠅的腦中我們也發現隨著時間上升類澱粉蛋白聚集也因共同表現TBP而減少了聚集的數量，顯示出正常功能的TBP能夠有效的減緩類澱粉蛋白造成的毒性。我們的研究結果顯示出TBP參與阿茲海默症果蠅致病機轉。Item 以tau 聚集為目標的阿茲海默氏症治療策略(2013) 陳炫江; Hsuan-Chiang Chen阿茲海默氏症是一種漸近性的神經退化性疾病，主要病理特徵包 括細胞外間質的Aβ 胜肽堆積，及細胞內高度磷酸化tau 形成的神經 纖維糾結。由於tau 聚集與阿茲海默氏症進程具相關性，因此透過抑 制或消除tau 聚集或可保護受影響之神經細胞。本研究構築tau 蛋白 微管結合重複區域(tauRD)之野生型(K18)及第280 位置賴胺酸缺失的 促tau 聚集突變型(ΔK280)與DsRed 紅螢光蛋白融合之tauRD-DsRed基因，來建立誘導表現tauRD-DsRed 之Tet-On 293 與Tet-On SH-SY5Y 細胞，作為藥物篩檢平台，來篩檢可抑制tauRD 聚集的抑制物，並對 這些具聚集抑制性的化合物或中草藥、植物萃取物等，檢測其神經保 護機制。在Tet-On 293 細胞誘導tauRD-DsRed 蛋白表現後，ΔK280 突變型細胞螢光亮度較野生型細胞顯著減少。以剛果紅(正控制組)處 理細胞後，突變型細胞的紅螢光亮度較野生型者更能有效提升。對於 293 促tau 聚集突變型細胞，在細胞數無顯著影響下， 前處理 NC009-1、-2、-3、-6、-7 (吲哚基喹啉化合物)、NTNU-003、-008 (GSK-3β抑制劑類似物)、NH021、NTNU-043、-057、-059、-224、NTNU-309、 -313、-319、-331、-379 (中草藥或植物萃取液)等皆可顯著提升DsRed 紅螢光亮度。以維他命A 酸誘導ΔK280 促tau 聚集突變型SH-SY5Y 細胞神經分化後，螢光顯微影像分析顯示神經突觸生長性狀(包含總 生長及突起數、分支數)較野生型K18 細胞顯著下降。以NC009-1、 -7 及NTNU-008 前處理突變型SH-SY5Y 細胞後，可顯著提升神經突 觸總生長性狀，並可提升HSP27 蛋白(NC009-1、-7)或GRP 78、HSP27 蛋白(NTNU-008)的表現。Item 脊髓小腦萎縮症第十七型及阿茲海默氏症神經保護中草藥的研究(2017) 黃頂翔; Huang, Ding-Siang多麩醯胺（PolyQ）介導的神經退行性疾病是由各種蛋白質的多麩醯胺擴增引起的。而脊髓小腦萎縮症第十七型（SCA 17）是由TATA盒結合蛋白（TATA box-binding protein, TBP）基因中CAG / CAA重複擴增引起的多麩醯胺疾病。銀杏葉提取物EGb 761含有黃酮和萜類化合物，可用於治療神經退化性疾病如阿茲海默氏症與帕金森氏病。雖然EGb 761的神經保護作用的功能已經被證實，但是EGb 761對於治療SCA 17是否具有效果則尚不清楚。為解決此一問題，我們利用表達TBP/79Q的SH-SY5Y細胞，以及具有人類突變型TBP基因的SCA17轉基因小鼠進行實驗。我們的研究成果發現利用EGb 761處理TBP/79Q-SH-SY5Y細胞後，細胞內十二烷基硫酸鈉不溶性蛋白質的含量會明顯減少；我們進一步發現，EGb 761處理可以抑制TBP/79Q-SH-SY5Y細胞的興奮性毒性以及鈣離子流入，並且降低經麩醯胺酸鹽處理SH-SY5Y神經母細胞瘤細胞的細胞凋亡標誌物表達。活體實驗中，我們每天利用腹腔內注射EGb 761（100 mg/kg）給予SCA 17轉基因小鼠，實驗結果發現EGb761可以有效緩解SCA 17轉基因小鼠的運動缺陷。由上述研究結果提供證據證實利用SCA 17的細胞與轉基因小鼠模型，EGb 761可以通過抑制神經細胞的興奮性毒性和細胞凋亡來達到治療SCA 17的效果。為此，我們認為EGb 761可能是有效治療SCA 17的潛在治療藥物。除罕見的遺傳性SCA 17外，阿茲海默氏症（AD）是最常見的神經退化性疾病，AD特徵在於受影響腦區域中形成澱粉樣蛋白-β肽的胞外斑塊，以及細胞內微管相關蛋白tau因為過度磷酸化聚集形成的神經原纖維纏結。在本研究中，我們探討X蛋白質對於乙型類澱粉蛋白聚合的影響，我們也發現綠茶內的其中一種茶多酚，Epigallocatechin gallate (EGCG) 能抑制X蛋白質對於乙型類澱粉蛋白的聚合作用，亦能增加細胞存活率。此外經過EGCG處理的三重轉基因AD小鼠（h-APPSwe，h-tauP301L和h-PS1M146V），通過Morris水迷宮、Y迷宮和新穎的對象識別的動物行為測試實驗，發現轉基因AD小鼠的記憶學習均獲得顯著的改善。因此，我們認為EGCG可能透過抑制X蛋白質而有效治療AD的多功能潛在治療藥物。