理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    促進神經元分化之中草藥藥物篩選
    (2014) 張佳鼎; Chia-Ting Chang
    現今有許多的神經退行性疾病像是阿茲海默症和帕金森氏症都會導致神經不可逆轉的死亡,進而損害大腦的功能。而在大腦中存在的神經幹細胞則提供了治療可能性,透過誘導神經幹細胞分化成成熟的神經元,就有可能可以補充因神經退行性疾病所引起的神經損失。為了篩選有促進神經元分化之中草藥,我們首先使用P19細胞株來進行第一階段的篩選。P19是一類似多功能幹細胞的細胞株,隨著我們給予不同的藥物,或是轉染不同的神經性bHLH (basic helix-loop-helix) 轉錄因子,P19細胞可以分化成神經或是肌肉細胞。在第一輪篩選的過程中我們發現,在不同濃度的順天堂及工研院中草藥物處理下的P19細胞,約有17%的中草藥有促進神經元分化的效果。而在第二輪篩選,我們利用已知促進神經元分化的藥物維甲酸進行前懸浮培養,再來看通過第一輪篩藥的中草藥萃取物能否再更進一步的促進P19細胞神經元分化,最後約有5.1%中草藥通過了第二輪的篩選。為了更進一步研究其促進神經元分化的作用,我們將神經幹細胞從出生後7天小鼠大腦的腦室下區取出並培養形成神經球,之後以通過第二輪篩選的中草藥培養分化。我們發現NH003和NH005可促進神經幹細胞進行神經元分化。我們更進一步發現NH003和NH005會促進與神經元分化有關的Wnt訊息傳導路徑下游分子β-catenin的表現。為了探討 NH003和NH005是否透過增加β-catenin來促進神經元分化,我們轉染shβ-catenin後給予NH003和NH005來培養P19細胞,發現NH003和NH005促進神經元分化的效果被抑制,可以得知NH003和NH005促進神經元分化的效果可能是透過Wnt 訊息傳導路徑所達成的。為了確保NH003和NH005是專一促進神經元分化,而非促進細胞增生所引起的效應,我們在給予NH003和NH005培養下,於固定細胞的前兩個小時同時給予BrdU來標記正在增生中的細胞,我們發現與控制組相比NH003或NH005的組別細胞增生的數量並沒有明顯差異。這些結果顯示,NH003和NH005會透過Wnt 訊息傳導路徑來誘導神經元分化並且不影響細胞增生。而NH003中的銀杏內脂A可能是銀杏萃取物中引發神經元分化的成分之一。我們的研究發現中草藥中的銀杏具有誘導神經元分化的功能。
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    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 Han
    Rab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。
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    探討成年嗅球神經元新生在雌鼠生殖行為中所扮演的角色
    (2015) 蕭昊亮; Hsiao, Hao-Liang
    在成年哺乳類大腦中,位於側腦室旁的側腦室下區與齒狀迴顆粒細胞下區存在有神經幹細胞。在側腦室下區中的神經幹細胞會產生前驅細胞,其會產生神經母細胞。而在此處產生的神經母細胞會沿著rostral migratory stream 移動到嗅球,分化成成熟的神經元,並加入嗅球原有的神經迴路之中。而齒狀迴顆粒細胞下區所產生的神經母細胞,則會往齒狀迴移動,並在成熟後加入神經迴路之中。嗅球分成主嗅球與副嗅球兩個部分。主嗅球主要負責空氣中一般氣味分子的傳遞;而副嗅球主要與費洛蒙訊息的傳遞有關,並會引起動物的先天行為。在先天行為之中,有一個有趣的現象稱為布魯斯效應。布魯斯效應指的是母鼠在懷孕早期因為接觸到其他非伴侶公鼠的費洛蒙後,重新進入動情週期而導致流產。根據實驗室之前的研究發現:公鼠費洛蒙所引起的成年副嗅球神經元新生會因為接觸到不熟悉的公鼠費洛蒙而減少。因此我們假設:成年副嗅球的神經元新生可能與布魯斯效應有關。為了驗證此假說,我們對帶有Nestin-CreER;R26-loxP-STOP-loxP-DTA 的基因轉殖鼠施打tamoxifen,造成側腦室下區的神經幹細胞的死亡,來專一地抑制嗅球的神經元新生。我們發現在施打tamoxifen 八周後,側腦室下區的神經幹細胞、神經母細胞、正在分裂的細胞與嗅球中新生的神經元皆有明顯的下降。因此之後我們選擇在施打完tamoxifen 後六周的母鼠與公鼠交配,並計算懷孕率。我們發現,這些缺少嗅球神經元新生的老鼠無法成功懷孕。我們的研究顯示嗅球神經元新生對於齧齒類生殖行為是必要的。