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國立中山大學生物科學系 104 級 102 學年度生物科學實務專題期中報告專輯 April 26, 2014

國立中山大學生物科學系 102 學年度 大學部生物科學實務專題研討會摘要集 Essay Booklet of Study Project Presentation of Department of Biological Sciences, National Sun Yat-sen University 內容 Contents 會議資訊 General Information............................................................ 2 會議時程

General Program................................................................. 3

詳細議程 Program in Detail................................................................ 4 論文摘要 Abstract and Full Text............................................................7 英文關鍵字索引 Index to English Key Words.................................. 24 中文關鍵字索引 Index to Chinese Key Words.................................. 26 報告者索引

Index to Speakers............................................................ 29

工作人員名錄 List of Staffs................................................................30

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國立中山大學生物科學系 104 級 102 學年度生物科學實務專題期中報告專輯 April 26, 2014

會議資訊 會議日期 Date 2014 年 4 月 26 日

8:30~ 12:10

會議地點 Location 國立中山大學 生科館 2 樓會議室, The Conference hall of NSYSU College of Sciences

講者報告事項 Speakers’prescript 會議場地備有電腦與投影機,所有講者需在各議程開始前將簡報檔案 上傳至會場之電腦。另外,每位講者的演講時間皆不超過 10 分鐘。 Meeting venue will be equipped with computer and projector, All speakers need to upload the presentation files to the computer before session started. In addition, each speaker's presentation time is not support to be more than 10 minutes.

餐點 Meals 餐盒將於中午用餐時間發放,請所有參加者至報到處領取 Lunch boxes will be provided on time. All participants are invited to the registration desk to get the lunch boxes.

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會議時程 2014 / 04 / 26(星期六) 8:00-8:30

報到、準備

8:30-8:40

老師引言

時間

主講人 議程一

細胞訊息傳遞學

8:40-8:50

謝政樺

8:50-9:00

黃冠庭 議程二

張樂翔

生化與分子細胞生物學

9:00-9:10

林大惟

9:10-9:20

潘桂香

9:20-9:30

張樂翔

9:30-9:40

洪珮瑜

9:40-9:50

白育齊 議程三

賴亭羽

10:00-10:20

休息、茶點時間 議程四

張樂翔

植物學與植物生理學

10:20-10:30

李紫昀

10:30-10:40

謝承翰

10:40-10:50

楊伊雯

10:50-11:00

張淨涵 議程五

張樂翔

微生物學

9:50-10:00

張樂翔

生理學與生物醫學

11:00-11:10

黃齡誼

11:10-11:20

賴思蓉

11:20-11:30

邵鈺涵

11:30-11:40

林冠宏

11:40-12:10

主持人

張樂翔

講評與討論 主辦單位: 中山大學生物科學系 104 級 3


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詳細議程 主持人: 張樂翔 議程一 細胞訊息傳遞學 8:40

講者: 題目:

謝政樺 Tumor Susceptibility Gene 101(TSG101)在胚胎發育時期神經肌突觸訊息傳遞過程所扮演角色之研究 Studies on the effect of Tumor Susceptibility Gene 101 (TSG101) at developing Xenopusneuromuscular synapse

8:50

講者: 題目:

黃冠庭 Snapin 在胚胎發育時期神經-肌突觸訊息傳遞過程所扮演角色 之研究 Studies on the effects of Snapin at developing Xenopusneuromuscular synapse

議程二 生化與分子細胞生物學 9:00

講者: 題目:

林大惟 以蛋白酶體活性報導細胞株進行 CA-4 烯雙炔衍生藥物之篩選 Screening of Combretastatin-A4 Derivatives Drugs in Proteasome Activity Reporter Cell Line

9:10

講者: 題目:

潘桂香 TSG101 蛋白對 UbG76V-GFP 報導蛋白分解之影響 The effect of TSG101 on UbG76V-GFP reporter protein degradation

9:20

講者: 題目:

張樂翔 天然物 Euphol 選擇性促進人類胃癌細胞死亡之機轉探討: 胃癌細胞中脂筏與膽固醇的角色 Study on the Mechanism of Natural Compound, Euphol, Selectively Induces Human Gastric Cancer Death: The Role of Lipid Raft and Cholesterol in Gastric Cancer Cell

9:30

講者: 題目:

洪珮瑜 GTP-binding protein 1-like (GTPBP1l)對斑馬魚胚胎血管發育 的影響 The effects of GTP-binding protein 1-like(GTPBP1l)in vascular development in zebrafish 4


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9:40

講者: 題目:

白育齊 Pentabromopseudilin 和 Pentachloropseudilin 對斑馬魚血管發育 的影響 The vacular development of pentabromopseudilin and pentachloropseudilin inhibition of Myosin in zebrafish embryos

議程三 微生物學 9:50

講者: 題目:

賴亭羽 篩選 Dehalococcoides 屬菌並檢測降解三氯乙烯的能力 Filter Dehalococcoides spp and detect the ability to degrade trichloroethylene

議程四 植物學與植物生理學 10:20

講者: 題目:

李紫昀 臺灣鐵杉族群分析 The Analysis of Tsuga chinensis var. formosana Population

10:30

講者: 題目:

謝承翰 臺灣刺柏族群分析 The Analysis of Juniperus formosana Population

10:40

講者: 題目:

楊伊雯 Tryptophan 對水稻汞逆境 ROS 生成之影響 The effect of tryptophan to generate ROS of mercury in rice

10:50

講者: 題目:

張淨涵 Tryptophan 對水稻汞逆境之影響 The effect of tryptophan to mercury stress in rice

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議程五 生理學與生物醫學 11:00

講者: 題目:

黃齡誼 具離體抗發炎活性之珊瑚化合物在異位性皮膚炎上的治療作 用 The therapeutic effects of in vitro antiinflammatory marine-derived compound on atopic dermatitis

11:10

講者: 題目:

賴思蓉 胚胎脊髓組織移植入頸部脊髓損傷區域後之神經細胞特性研 究 Characteristics of the neural cell derived from the fetal spinal cord tissue after transplantation into the cervical spinal cord lesion cavity

11:20

講者: 題目:

邵鈺涵 神經前驅細胞移植對於大鼠頸椎損傷後呼吸與四肢運動功能 恢復之療效 Therapeutic effectiveness of neural progenitor transplantation on the respiratory and locomotor functional recovery following cervical spinal cord injury

11:30

講者: 題目:

林冠宏 第四型腎心症候群----慢性腎衰竭和心臟疾病關係之研究 CRS Type IV----Research of Relationship between Chronic Renal Failure and Heart Disease

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專題摘要

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Tumor Susceptibility Gene 101(TSG101)在胚胎發育時期 神經-肌突觸訊息傳遞過程所扮演角色之研究 Studies on the effect of Tumor Susceptibility Gene 101 (TSG101)at developing Xenopusneuromuscular synapse 謝政樺 HSIEH Zheng-Hua 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 TSG101 (Tumor Susceptibility Gene 101)為 ESCRT-I (The endosomal sorting complexe required transport I)複合體之一的腫瘤易感基因,已有研究指出其基因 產物參與許多生理功能,其中一生理功能為參與囊泡運輸途徑中蛋白質分選及內 含體成熟。目前對於 TSG101 在參與囊泡運輸後的相關神經生理功能研究甚少, 這是本次專題研究的方向,實驗以非洲爪蟾作為模式生物,探討 TSG101 在神經肌突觸細胞發育過程中是否造成神經細胞的活性改變。首先將具 TSG101/pEGFP 重組基因的載體利用電穿孔的方式導入至非洲爪蟾脊神經-肌細胞進行混和培養 (Xenopus nerve-muscle co-culture) 。而接下來進行以下探討:一為觀察在 TSG101 overexpression 的情況下有無造成神經細胞和肌細胞形態的改變或影響神經細胞 與肌肉細胞建立突觸的數量;再利用 whole-cell patch clamp 的電生理模式紀錄 TSG101 在過度表現下肌細胞的電流大小和頻率是否改變,反映出支配的運動神 經活性,觀察是否 TSG101 過度表現會使得囊泡釋放神經傳遞物質頻率上升。由 於已有有論文指出 TSG101 會和 Snapin 蛋白交互作用共同參與內溶酶體運輸路 徑,影響內含體成熟及其內含物的降解或再循環。若本次實驗初步結果與預測研 究相符合,則可進一步探討是否 TSG101 及 Snapin 的交互作用會影響神經-肌突 觸細胞神經活性突觸形成及功能改變。 關鍵字:TSG101 (Tumor Susceptibility Gene 101)、co-culture、ESCRT-I、patch clamp、內溶酶體運輸路徑

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Snapin 在胚胎發育時期神經-肌突觸訊息傳遞過程所扮演角 色之研究 Studies on the effects of Snapin at developing Xenopusneuromuscular synapse 黃冠庭 HUANG Guan-Tung 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 在神經-肌肉細胞突觸間的訊息傳遞過程中,內含神經傳遞物質的突觸泡需 有 SNARE complex 參與才可與細胞膜融合並進而釋放出神經傳導物質,而 SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein attachment protein receptor)complex 是由 synaptobrevin/VAMP、syntaxin 以及 SNAP-25 所組成, Snapin 為一種位於突觸泡膜上可藉由與 SNAP-25 結合而影響神經傳導物質的釋 放。Snapin 其產物為一含有 136 個胺基酸,分子量為 15kDa 的蛋白質,分析其 cDNA 序列可發現可發現其 N 端為一疏水區域,C 端為一 coiled-coiled domain, 可能扮演突觸蛋白間交互作用的角色。為了瞭解胚胎發育早期對神經肌突觸形成 過程的影響,故以 Snapin/pDsRed 重組質體,以電穿孔 (electroporation)的方 式導入非洲爪蟾 (Xenopus laevis)神經-肌肉細胞,再將電轉後的爪蟾神經-肌 肉細胞製作成 culture,使爪蟾神經細胞上 Snapin overexpression,隨後觀察 Snapin overexpression 的情況下有無造成神經細胞型態的改變或影響神經與肌肉細胞建 立突觸,再利用電生理模式進行測試。由於已有論文指出 Snapin 與 TSG101 參 與內溶體運輸途徑時會產生交互作用,若 Snapin 的 overexpression 對突觸後肌肉 細胞活性有顯著影響,我們將進一步將 Snapin/pDsRed 與 TSG101/pEGFP 以電穿 孔的方式一起導入爪蟾的神經細胞中,再測試 TSG101 在突觸泡的釋放過程中與 Snapin 是否會產生交互作用,實驗的結果將使我們對 Snpain 與 TSG101 的交互 作用及神經激突觸發育過程所扮演的角色有更進一步的了解。

關鍵詞:SNARE complex、syntaxin、TSG101、exosome、endosome

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以蛋白酶體活性報導細胞株進行 CA-4 烯雙炔衍生藥物之篩 選 Screening of Combretastatin-A4 Derivatives Drugs in Proteasome Activity Reporter Cell Line 林大惟 LIN Ta-Wei 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 蛋白質泛素化修飾為介導真核細胞蛋白降解的重要訊息路徑之一,可將無用 的、摺疊錯誤的或有害的蛋白標記泛素後,送到蛋白酶體(proteasome)分解。 在真核生物中泛素化修飾系統具有高度保守性,其參與調節細胞生長週期及細胞 分化、轉錄調控、核酸修復與細胞凋亡等重要生理功能,該系統的異常運作已知 與許多人類疾病,如癌症、神經退化性疾病的衍生息息相關。而蛋白酶體在分解 泛素修飾蛋白上扮演重要角色。目前,已有許多蛋白酶體抑制劑被研發出來,有 些並已使用在如多發性骨髓瘤、慢性淋巴性白血病等癌症治療上,其利用抑制蛋 白酶體的活性,達到抑制癌細胞生長的療效。本研究計畫的目標藥物為新型 Combretastatin A-4 (CA-4)烯雙炔衍生物,目前已知其具有抗微管聚合、限制 細胞週期與影響細胞自噬作用之效應,但其對蛋白酶體活性的影響仍不明確。本 計畫擬以 Ub-X-GFP 融合蛋白表現報導細胞株,做為篩選這些新型 CA-4 烯雙炔 衍生物是否具有影響細胞蛋白酶體活性之效應,提供未來抗癌與神經退化相關疾 病藥物研發之參考。 關鍵詞: 蛋白質泛素修飾(protein ubiqitination)、CA-4 烯雙炔衍生物 (Combretastatin-A4 derivatives) 、蛋白酶體抑制劑(proteasome inhibitor)、 Ub-X-GFP 報導細胞株(Ub-X-GFP reporter cell line)

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TSG101 蛋白對 UbG76V-GFP 報導蛋白分解之影響 The effect of TSG101 on UbG76V-GFP reporter protein degradation 潘桂香 PAN Kuei-Hsiang 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 腫瘤易感基因 101(TSG101)其生理功能含括廣泛,參與囊泡運輸及調控 細胞生長週期及分化。TSG101 表現過多或過少皆會導致細胞死亡或癌化。在文 獻中提到腫瘤易感基因 101(TSG101)的蛋白結構中 UEV domain 與泛素連接酵 素(Ubiquitin-conjugated enzyme,E2)極為相似,但缺乏其酵素活性之胺基酸 Cysteine。推測 TSG101 為不活化型之 E2 蛋白質,可能在蛋白質泛素化作用中扮 演調控之角色。蛋白質泛素化修飾介導細胞蛋白質的降解與回收,對於細胞中蛋 白質含量扮演重要調控之角色。蛋白質泛素化修飾缺失會導致細胞生理功能缺 失,導致如癌症或神經退化性疾病。本研究擬探討 TSG101 與蛋白質泛素化作用 間的關係,釐清 TSG101 對細胞中蛋白質降解與回收的關係。實驗中將以實驗室 學姊所建立的 pUbG76V-GFP 質體永久轉染細胞株,該細胞中表現之突變型 UbG76V-GFP 融合蛋白可反應細胞內蛋白酶體(proteasome)活性,因此可作為活 性報導細胞株。而本計畫中,將在此報導細胞中過度表現 TSG101,或以 siRNA 抑制 TSG101 表現方式評估 TSG101 對細胞中蛋白酶體活性報導 UbG76V-GFP 融 合蛋白之影響,以釐清 TSG101 蛋白之角色。 關鍵詞:腫瘤易感基因 101(TSG101)、UbG76V-GFP、蛋白酶體(proteasome)、 蛋白質泛素化、細胞生長週期(cell cycle)

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天然物 Euphol 選擇性促進人類胃癌細胞死亡之機轉探討: 胃癌細胞中脂筏與膽固醇的角色 Study on the Mechanism of Natural Compound, Euphol, Selectively Induces Human Gastric Cancer Death: The Role of Lipid Raft and Cholesterol in Gastric Cancer Cell 張樂翔 CHANG Le-Hsiang 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 目前對於癌症的用藥趨勢逐漸傾向減少化學藥物的用量,以及使用具有專一 或選擇性強的藥物,藉以降低對人的副作用,而由天然物質萃取且能達到專一性 療效的藥物更是令一個嶄新的追求目標。近幾年於國立中山大學與高雄醫學大學 合作研究計劃中的主要研究目標,就是從某一種大戟科的植物中萃取的天然 物”euphol”來促使胃癌細胞走向細胞凋亡 (apoptosis)。而研究的對象是從人類胃 黏膜組織分離出來,且具有幹細胞特質的細胞株,之後發現其部分產生自發性轉 型,而命名為 CSN 細胞,再經數代 (cpdl=132)培養後,發現其第十二���染色體 有變異的現象,而將其命名為 CS12。在裸鼠的實驗中發現此轉型後的胃幹細胞 株可讓裸鼠產生腫瘤組織。從化學結構來看,天然物”euphol”與膽固醇極為相似, 膽固醇又是細胞膜組成成份中重要的物質之一,在細胞膜上的脂筏 (Lipid raft) 中,膽固醇會與 caveolin 相結合、聚集,此微域和 G 蛋白結合接受器 (G protein coupled receptor; GPCR)、TGF-接受器 (TGF-receptor)、PI3K 與 PKA (cAMP-dependent protein kinase)、PKC (Protein kinase C)與 ERK1/2 (extracellular signal-regulated protein kinase 1/2)等訊息傳遞路徑以及細胞凋亡有關。其中, caveolin-1 的表現量在近幾年的研究中被視為偵測癌症惡化的指標。這次的研究 假設天然物”euphol”可以促使癌細胞凋亡的原因是透過取代其細胞膜上的膽固 醇,進而使脂筏 (Lipid rafts)的組成發生改變,最後讓細胞下游的訊息傳遞路徑產 生問題而走向凋亡。 關鍵詞:CSN & CS12 cell、細胞凋亡(apoptosis) 、TGF- signaling pathway、ERK signaling pathway、癌症指標(sign of cancer)

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GTP-binding protein 1-like (GTPBP1l)對斑馬魚 血管發育的影響 The effects of GTP-binding protein 1-like (GTPBP1l) in vascular development in zebrafish 洪珮瑜 HONG Pei-Yu 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要: 在脊椎動物胚胎的發育過程中,其血管脈絡的生成極為相似且具有高度的演 化保守性。目前利用斑馬魚為模式生物,以轉殖螢光的技術標定血管及血球,研 究許多早期血管發育及相關的重要基因。斑馬魚胚胎在血管發育的過程中,經脈 管生成作用(vasculogenesis),從血管血球前驅幹細胞(hemangioblast)在斑馬魚兩 邊側中胚層往中間遷移、融合形成初級動靜脈血管迴路,接著透過血管新生成作 用(angiogenesis),從初級動靜脈出芽形成血管。當斑馬魚胚胎發育約 20 小時的 時候,軀間部份開始由初級主要動靜脈血管向上出芽形成區間血管 (intersegmental vessel , ISV),再經 5 小時後,後主靜脈尾端(posterior cardinal vein , PCV)出芽形成蜂巢狀的尾部靜脈血管叢(cardinal vein plexus , CVP),整個脈絡形 成受不同的訊號調控。先前研究指出 GP-1 家族成員 gtpbp1 為哺乳類動物高度保 留的基因,參與蛋白的合成機制並與 GTPase 訊號傳遞相關,調控了許多生理機 制。但是對於 gtpbp1 在斑馬魚中的相關序列目前未知。然而我們利用微陣列分 析,篩選受 CoupTF1b 促進或是抑制的下游基因,卻在斑馬魚中發現了 gtpbp1l 基因。其中 CoupTF1b 表現的轉錄因子 CoupTF1b 會受到 Notch 訊息的負向調 控,而影響靜脈及區間血管的生成。因此我們針對 gtpbp1l 基因做細部探討,利 用斑馬魚為模式生物,探討 gtpbp1l 於新血管生成的過程中扮演的角色。 首先須先設定幾項目標, 1. 利用血管螢光之基因轉殖斑馬魚探討 gtpbp1l 對血管脈絡的生成以及對心血 管循環系統的影響。 2. 探討 gtpbp1l 影響血管脈絡生成的分子機轉。 關鍵詞:斑馬魚(zebrafish)、血管新生(angiogenesis)、區間血管(intersegmental vessel , ISV)、GTP-binding protein 1、CoupTFIb

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肌球蛋白抑制劑 pentabromopseudilin 和 pentachloropseudilin 對斑馬魚胚胎血管發育的影響 The vacular development of pentabromopseudilin and pentachloropseudilin inhibition of Myosin in zebrafish embryos 白育齊 BAI Yu-chi 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要: 肌球蛋白對於細胞的附著、移動、運動、胞吞及細胞分裂等扮演著重要的角 色 。 Pentabromopseudilin ( PBP ) 為 具 有 肌 球 蛋 白 抑 制 能 力 的 藥 物 , 而 pentachloropseudilin(PCLP)為其鹵基替代後的相似物,同樣具有肌球蛋白的抑 制能力。關於肌球蛋白的大多為細胞運輸、附著與細胞訊息傳遞等。有文獻指出, MyH9(一種 myosin II)與血管內皮細胞運輸血管生成相關蛋白(nucleolin)有 關,而 myo1c(一種 myosin I)在血管內皮細胞生長因子受器(vascular endothelial growth factor receptor 2)VEGFR2 運輸至細胞表面上扮演重要角色。而 PBP 與 PCLP 分別對於 myosin II 和 myosin I 有較佳的抑制能力。以上文獻為細胞層次的 研究,對於個體發育上的研究則很少。因此以斑馬魚為模式生物,探討在個體層 次,PBP、PCLP 抑制肌球蛋白對血管發育的影響。分別以基因轉殖魚以螢光顯 微鏡拍攝血管螢光觀察血管是否異常,原位組織雜交(in situ hybridization)比較 不同的血管相關基因表現位置,而使用即時定量聚合酶鏈鎖反應(real time PCR) 分析血管生成相關基因表現量。研究結果將有助於了解 PBP、PCLP 作為細胞層 次肌球蛋白抑制劑對於個體層次血管發育的影響,與發展應用在阻斷癌細胞周遭 血管系的形成上。 關鍵字:斑馬魚(zebrafish)、血管新生(Angogensis)、細胞分裂(cell division)、細 胞移動(cell migration)、肌球蛋白抑制劑(myosin inhibitor)

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篩選 Dehalococcoides 屬菌並檢測降解三氯乙烯的能力 Filter Dehalococcoides spp and detect the ability to degrade trichloroethylene 賴亭羽 LAI Ting-Yu 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 目前土地汙染整治中,包括含氯有機物污染、重金屬汙染以及油品汙染等 等。其中含氯有機物污染,包括地下水中三氯乙烯(Trichloroethene)含量超標, 三氯乙烯容易蒸發,具有芳香味,工業上常用於乾洗劑、脫脂劑或油漆等塗料, 但其溶在水中不易分解,長期暴露在高三氯乙烯的環境下,會造成肝功能損害, 以及抑制神經系統的功能,對健康產生危害。目前國外已有整治案例證實,自然 界中之脫氯球菌屬(Dehalococcoides sp.),可將三氯乙烯逐步降解成低毒性的 乙烯,其機制是該菌屬會藉由含氯有機物取代氧氣的功能接受電子進行無氧呼 吸。在台灣本地也有整治案例,是由環保署土污基管會進行。本實驗過程是透過 逐步增加培養液中三氯乙烯的濃度,篩選對三氯乙烯耐受度高的菌種,再進行功 能基因以及定序確認,篩選出脫氯球菌屬的菌落,並檢測該菌種降解三氯乙烯的 能力。研究結果將分析篩選出的台灣污染地脫氯球菌屬菌種,與目前已知的菌種 生長特性與降解能力的差異,希望能得到效能更符合本地土地汙染整治的菌種。 關鍵詞:生物復育(Bioremediation)、厭氧性細菌(Anaerobic bacteria)、含氯 有機物(Chlorinated organics)、脫氯作用(Dechlorination)、厭氧培養(Anaerobic culture)

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臺灣鐵杉族群分析 The Analysis of Tsuga chinensis var. formosana Population 李紫昀 LEE Tzu-Yun 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 鐵杉屬(Tsuga)的台灣鐵杉(Tsuga chinensis (Franch.) Pritz. ex Diels var. formosana(Hayata)H. L. Li & H. Keng)為台灣的特有變種植物,主要分布於海 拔 2100 至 3100 公尺,介於台灣冷杉及檜木帶之間,屬於亞高山分布物種。地球 的氣候變遷隨著人類的活動頻繁而加劇,劇烈的全球氣候變遷會快速且大規模的 影響生物遷徙以及地理分布,若物種遷徙至不同的環境條件,可能會因適應輻射 演化(Adaptive Radiation)而演化出不同特徵的族群;為探討全球暖化對台灣鐵 杉族群分布的影響,採集台灣境內之合歡山、鳶峰、太平山、觀霧、塔塔加、南 湖大山、大禹嶺、大武山和清水山等地的台灣鐵杉族群葉片樣本,利用微衛星體 基因座(microsatellite)分析族群遺傳多樣性,並使用聚合酶連鎖反應(Polymerase Chain Reaction, PCR)和 DNA 選殖(TA cloning)等技術將微衛星體 DNA 擴增 且選殖出來,最後使用 GenAlEx 6.5、Arlequin ver 3.5.1.3、SAMOVA 1.0、 STRUCTURE 2.3.4 和 MaxEnt 3.3.3k 等軟體分析資料,探討台灣鐵杉不同海拔族 群的族群遺傳多樣性差異,推估族群過去、現在及未來的族群動態情形,以及未 來台灣鐵杉遺傳多樣性喪失的可能性。 關鍵詞:族群遺傳學(population genetics)、氣候變遷(climate change)、適應 輻射演化(Adaptive Radiation)、微衛星體基因座(microsatellite)

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臺灣刺柏的族群分析 The Analysis of Juniperus formosana Population 謝承翰 HSIEH Cheng-Han 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 臺灣海拔高度差異大,使得台灣的植物相呈現垂直分布。物種為了適應不同 環境而產生了差異,為適應輻射演化,形成物種多樣性。全球暖化將使得不同植 物相生態系的環境因子產生改變,高海拔地區的溫度上升,可能迫使某些高山植 物族群向更高海拔的地區遷移或是瀕臨滅絕。臺灣刺柏(Juniperus formosana Hayata)屬於柏科(Cupressaceae)圓柏屬(Juniperus)植物。在臺灣的主要分 布為全島海拔高度 2300 至 3400 公尺的高山山地,又以雪山、大霸尖山、桃山一 帶 3000 公尺以上的高山最為常見,但具有海拔高度最低分布的特殊族群,僅生 長於 200 至 1300 公尺的清水斷崖。本研究針對水平面和垂直面分布的族群,進 行族群遺傳多樣性的差異性比較。多型性微衛星體基因座作為分子標誌,進行臺 灣刺柏遺傳結構變異分析,探討(1)不同高度環境下和(2)不同山地區塊的族 群遺傳多樣性差異,並探討全球氣候變遷背景下之臺灣刺柏族群動態變化,進而 推測其族群於過往至未來的族群動態及遺傳多樣性喪失的可能性。 關鍵詞:全球暖化(global warming) 、適應性演化(adaptive evolution) 、遺傳多 樣性(genetic diversity)、微衛星體(microsatellites)、族群動態(population dynamics)

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Tryptophan 對水稻汞逆境 ROS 生成之影響 The effect of tryptophan to generate ROS of mercury in rice 楊伊雯 YANG Yi-Wen 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 植物體內活性氧 (reactive oxygen species, ROS)之產生可作為評估重金屬 毒性及耐受性的重要觀點,汞(Mercury)為農業用地中有毒重金屬汙染源之一, 汞在植物體中累積後會造成自由基增加,其毒性會造成植物生理調節失控而產生 顯著的傷害,而植物體中色胺酸路徑(tryptophan pathway)生成的五羥色胺 ( serotonin ) 、生長素 ( auxin ) 、黃酮類化合物 ( flavonoid )等為面對氧 化自由基的防禦機制。本實驗利用汞作為植物逆境的控制變因,探討色胺酸在水 稻汞逆境下產生的氧化壓力的影響,將水稻以 25μM 的汞與不同濃度 0、25、50、 100 mM Tryptophan 處理 24 小時後,可以觀察加入不同濃度 Tryptophan 的可以 減緩汞對於水稻根部生長的抑制,檢視 superoxide dismutase(SOD EC 1.15.1.1) 和 peroxidase(POD EC1.11.1.7)此類抗氧化酵素與 lipoxygenases(LOX;EC 1.13.11.12)在蛋白質電泳下之活性表現,試著瞭解水稻在汞誘導之氧化逆境發 生時其抗氧化防禦機制與 Tryptophan 間的關聯性,未來將測定汞逆境下誘導的 脯胺酸(Proline)含量之累積、測定組織超氧陰離子(superoxidase,O2-)跟過 氧化氫(H2O2)自由基分布情形、觀察根部生長抑制、細胞膜受損及脂質過氧 化(1ipid peroxidation)現象以及 ROS 產生情形。 關鍵詞:氧化逆境(Oxidative stress)、自由基(Free radical)、抗氧化防禦系統 (Antioxidative defense system)、脂質過氧化(Lipid peroxidation)、超氧陰離子 (superoxidase)

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Tryptophan 對水稻汞逆境之影響 The effect of tryptophan to mercury stress in rice 張淨涵 CHANG Ching-Han 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 植物芳香族胺基酸 ( aromatic amino acid )為其合成次級代謝產物及對外 界刺激與防禦反應時所表現的蛋白質合成前驅物,芳香族胺基酸路徑 (aromatic amino acid pathway,AAA pathway )中的色胺酸路徑 ( Tryptophan pathway ) 可合成五羥色胺 ( serotonin )、生長素 ( auxin ),而苯丙胺酸路徑 ( Phenylalanine pathway )合成黃酮類化合物 ( flavonoid )等,此兩種路徑 皆與植物對於化學性逆境及物理性逆境所產生的生理反應相關,而隨著工業的發 展至今,許多重金屬的利用由於使用後的處理不當已造成環境上重要的汙染源, 如,鎘污染造成得鎘米事件、汞汙染造成的水俁病等,本研究將針對色胺酸路徑 及汞金屬對植物產生的逆境加以探討,以加入相同濃度的重金屬汞含量及不同濃 度的色胺酸含量發現汞對於水稻生長有抑制的效果而加入不同濃度色胺酸後可 觀察到汞的抑制效果減緩,了解水稻經汞處理 24 小時後的超氧化物歧化酶 ( superoxide dismutase,SOD ) 、過氧化酶 (guaiacol peroxidase,POD )等抗 氧化酵素在蛋白質電泳下的活性表現,就蛋白質層面探討色胺酸路徑與汞逆境之 間在水稻生理的防禦與修復機制的關聯性,並提供未來深入了解汞逆境及色胺酸 減緩生長抑制於基因層面運作之基礎。 關鍵詞:色胺酸路徑 (Tryptophan pathway)、植物耐受力 (plant tolerance)、 氧化自由基生成 (generation of reactive oxygen species)、化學逆境 (chemical stress)、蛋白質學 (proteome)

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具離體抗發炎活性之珊瑚化合物在異位性皮膚炎上的治療 作用 The therapeutic effects of in vitro antiinflammatory marine-derived compound on atopic dermatitis 黃齡誼 HUANG Ling-Yi 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要: 異位性皮膚炎(atopic dermatitis; AD)又稱為異位性溼疹(atopic eczema) ,是一 種慢性、反覆發作的發炎性皮膚疾病,臨床症狀為皮膚搔癢(pruritus),同時經 常伴隨紅腫(erythema)、水泡、結痂及皮膚乾燥。目前仍不清楚異位性皮膚炎 的詳細發病原因。據生技中心調查統計,全球異位性皮膚炎的市場商機達 33 至 55 億美元。現今,治療異位性皮膚炎的方法,通常是給予止癢的抗組織胺藥口 服藥,若有感染問題則併用抗生素。而急性嚴重發作的病狀則可以口服類固醇以 減緩病徵,但長期服用會產生依賴性,且副作用大。由於現在用於治異位性皮膚 炎的藥物尚未確定,因此迫切需要有效且安全的治療藥物開發。國立中山大學海 洋生物科技暨資源學系的研究團隊,近年來發現了許多具有抗發炎活性的海洋天 然物,包括治療發炎性疾病、脊隨損傷、神經退化性疾病、美白活性等,成果相 當豐碩。因此,在本次專題研究計畫中,我們將 1% DNCB 及 0.2% DNCB 定期 敷於老鼠背上,以建立異位性皮膚炎的動物模式,嘗試利用具離體抗發炎活性之 珊瑚化合物對異位型皮膚炎動物模式進行測試,以組織切片觀察其病理型態及治 療效果,也利用免疫螢光染色觀察其治療機轉,並檢測體內 IgE 的含量,期望能 尋找更安全的新藥來治療異位性皮膚炎,並同時釐清可能之治療機轉。 關鍵字:藥物開發(Drugs discovery) 、發炎(Inflammation) 、皮膚學(Dermatology) 、 組織病理學 (histopathology)、動物疾病模式 (Animal disease model)

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胚胎脊髓組織移植入頸部脊髓損傷區域後 之神經細胞特性研究 Characteristics of the neural cell derived from the fetal spinal cord tissue after transplantation into the cervical spinal cord lesion cavity 賴思蓉 LAI Sih-Rong 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 中樞神經系統受損後,神經細胞的生長特性及損傷後產生的抑制性環境不利 於軸突生長及神經元再生,目前臨床藥物治療的效用有限,採用細胞移植可能具 有潛力取代損傷處細胞並且恢復神經元之間的迴路。脊髓損傷最常見的受傷位置 為頸椎,但由於頸部脊髓損傷通常伴隨著呼吸衰竭,容易導致模式動物死亡,因 此大部分研究都著重於胸部或腰部的脊髓損傷,為進一步了解細胞移植療法於頸 部脊髓損傷的修復作用,本實驗將以第四節頸部脊髓半切手術(C4 hemisection, C4Hx)製造損傷模式大鼠,並於損傷後 7 天將大鼠胚胎頸部脊髓組織移植入脊 髓損傷區域。動物接受細胞移植 2 週、4 週及 8 週後,灌流固定組織並進行冷凍 切片,利用免疫組織染色及神經追蹤劑的方法研究移植細胞的神經化學及神經連 結特性。初步實驗結果顯示,移植組織能在損傷處存活並與宿主組織融合,未來 將繼續追蹤宿主與移植細胞間的神經迴路。此實驗的研究結果將可了解移植細胞 於宿主體內的生長、分化以及神經連結狀況,藉此提供未來研發治療脊髓損傷的 細胞移植療法。 關鍵詞:頸部脊髓損傷(cervical spinal cord injury)、神經前驅細胞移植(neural progenitor cell transplantation)、軸突再生(axon regeneration)、神經迴路再生 (regeneration of neural circuits)、神經保護作用(neuroprotection)

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神經前驅細胞移植對於大鼠頸椎損傷後呼吸與四肢運動功 能恢復之療效 Therapeutic effectiveness of neural progenitor transplantation on the respiratory and locomotor functional recovery following cervical spinal cord injury 邵鈺涵 SHAO Yu-Han 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 頸椎損傷在脊髓損傷案例中占多數比例,此部位的損傷不但可能造成四肢運 動功能的癱瘓更容易導致呼吸衰竭引發死亡。近年來以細胞療法修復損傷脊髓的 研究日益發展,為頸部脊髓損傷患者帶來了一線曙光。本研究的目的在於探討細 胞移植是否可促進頸部脊髓損傷大鼠的呼吸與四肢運動功能恢復。實驗中先將大 鼠頸部第四節左半邊脊髓進行切除造成損傷,於損傷一週後將胚胎脊髓組織移植 入脊髓損傷區域,分別在移植手術前一天與手術後一週、兩週、四週及八週利用 全體腔呼吸測量系統(whole body barometric plethysmography)測量動物的呼吸 型態(呼吸頻率、潮氣容積與分鐘換氣量),觀察動物呼吸功能的恢復狀況。此 外,本計畫還會利用影片拍攝,記錄大鼠四肢運動行為並依其關節移動的狀況評 分。初步結果發現,接受胚胎組織移植的脊髓損傷大鼠比未接受細胞療法的脊髓 損傷大鼠有較佳的呼吸功能,但兩組動物的四肢運動功能恢復狀況則類似。未來 將累積樣本數據並且比較呼吸功能與四肢運動恢復是否有關聯性,藉此評估細胞 移植的可行性以及療效。 關鍵詞:頸部脊髓損傷(cervical spinal cord injury)、細胞療法(cell therapy)、 胚胎脊髓組織(embryonic spinal cord)、全體腔呼吸測量系統(whole body barometric plethysmography)、呼吸型態(respiratory pattern)

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第四型腎心症候群----慢性腎衰竭和心臟疾病關係之研究 CRS Type IV----Research of Relationship between Chronic Renal Failure and Heart Disease 林冠宏 LIN Guan-Hong 國立中山大學生物科學系 Department of Biological Sciences, National Sun Yat-Sen University 摘要 慢性腎衰竭(chronic kidney failure , CKD)在台灣為一種常見的慢性疾病, 依照腎絲球過濾率及臨床表徵上可分為五個時期。隨著時間及腎臟的損傷,當進 入慢性腎衰竭第五期時,腎元(nephron)約有 95%以上失去功能,病人於必須 要以血液透析(hemodialysis)的方式代替失去的腎功能以維持生命,此時稱為末 期腎衰竭(end stage renal disease, ESRD) 。末期腎衰竭在台灣具有高度的盛行 率與發生率,由 2011 年統計資料中記錄中,台灣末期腎衰竭的發生率(incidence) 為世界第三,盛行率(prevalence)則為世界第一。第四型心腎症候群(cardiorenal syndrome type IV, CRS type IV)又稱為慢性腎心症候群(chronic renocardiac syndrome),為因慢性腎衰竭而引發心血管併發症的總稱,在末期腎衰竭的病患 中普遍發生。在末期腎衰竭的死亡病例中,多數的死因並非因腎臟功能喪失(renal dysfunction) ,而是心血管相關疾病,例如心衰竭(heart failure)等等。因此,觀 察腎臟與心臟的交互作用具有臨床上的研究價值。於研究上,以 5/6 腎臟切除手 術(5/6 nephrectomy , 5/6 Nx)之 WKY 大鼠為重度慢性腎衰竭模型,藉由生 理學及組織學的觀察,進行第四型心腎症候群之研究,並觀察慢性腎衰竭對於心 臟功能的影響。 關鍵詞:心腎症候群 (cardiorenal syndrome)、左心室肥大(left ventricular hypertrophy) 、5/6 腎臟切除手術(5/6 nephrectomy)、高血壓(hypertension)、併 發症(complication)

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英文關鍵字索引 A adaptive evolution Adaptive Radiation Anaerobic bacteria Anaerobic culture Angiogenesis Angogensis Animal disease model Antioxidative defense system Apoptosis

17 16 15 15 13 14 20 18 12

axon regeneration

21

B Bioremediation

15

C cardiorenal syndrome cell cycle cell division cell migration cell therapy cervical spinal cord injury

23 11 14 14 22 21, 22

chemical stress Chlorinated organics climate change co-culture Combretastatin-A4 derivatives Complication CoupTFIb CSN & CS12 cell

19 15 16 8 10 23 13 12

D Dechlorination

15

Dermatology Drugs discovery

20 20

E embryonic spinal cord

22 24


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Endosome

9

ESCRT-I ERK signaling pathway Exosome

8 12 9

F Free radical

18

G generation of reactive oxygen species genetic diversity global warming

19 17 17

GTP-binding protein 1

13

H Histopathology Hypertension

20 23

I Inflammation intersegmental vessel , ISV

20 13

left ventricular hypertrophy Lipid peroxidation

23 18

M Microsatellite myosin inhibitor

16, 17 14

N Nephrectomy neural progenitor cell transplantation Neuroprotection

23 21 21

O Oxidative stress

18

P patch clamp plant tolerance population dynamics population genetics

8 19 17 16 25


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Proteasome

11

proteasome inhibitor protein ubiqitination Proteome

10 10 19

R regeneration of neural circuits respiratory pattern

21 22

S sign of cancer SNARE complex

12 9

Superoxidase Syntaxin

18 9

T TGF- signaling pathway Tryptophan pathway TSG101 (Tumor Susceptibility Gene 101)

12 19 8, 9, 11

U UbG76V-GFP Ub-X-GFP reporter cell line

11 10

W whole body barometric plethysmography

22

Z Zebrafish

13, 14

中文關鍵字索引 四劃 內溶酶體運輸路徑 化學逆境 心腎症候群

8 19 23

五劃 皮膚學 生物復育 左心室肥大

20 15 23

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六劃 全球暖化 自由基 血管新生

17 18 13, 14

肌球蛋白抑制劑

14

色胺酸路徑

19

七劃 抗氧化防禦系統 含氯有機物

18 15

八劃 呼吸型態 併發症

22 23

九劃 神經前驅細胞移植 神經迴路再生 神經保護作用 胚胎脊髓組織 全體腔呼吸測量系統

21 21 21 22 22

十劃 氣候變遷 氧化逆境 脂質過氧化 氧化自由基生成 高血壓

16 18 18 19 23

十一劃 蛋白酶體 蛋白質泛素化 細胞生長週期 族群遺傳學 族群動態 組織病理學 動物疾病模式 蛋白質泛素修飾 CA-4 烯雙炔衍生物 蛋白酶體抑制劑 區間血管

11 11 11 16 17 20 20 10 10 10 13 27


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細胞凋亡

12

細胞分裂 細胞移動 脫氯作用 細胞療法 蛋白質學

14 14 15 22 19

十二劃 發炎 報導細胞株 斑馬魚

20 10 13, 14

植物耐受力 軸突再生 5/6 腎臟切除手術

19 21 23

十三劃 腫瘤易感基因 微衛星體基因座 微衛星體 超氧陰離子

11 16 17 18

十四劃 適應輻射演化 適應性演化 遺傳多樣性 厭氧性細菌 厭氧培養

16 17 17 15 15

十六劃 頸部脊髓損傷

21, 22

十七劃 癌症指標

12

十九劃 藥物開發

20

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報告者索引 五劃

白育齊 BAI Yu-Chi

14

七劃

李紫昀 LEE Tzu-Yun 邵鈺涵 SHAO Yu-Han

16 22

八劃

林大惟 LIN Ta-Wei 林冠宏 LIN Guan-Hong

10 23

九劃

洪珮瑜 Hong Pei-Yu

13

十一劃

張淨涵 CHANG Ching-Han 張樂翔 CHANG Le-Hsiang

19 12

十二劃

黃冠庭 HUANG Guan-Tung 黃齡誼 HUANG Ling-Yi

9 20

十三劃

楊伊雯 YANG Yi-Wen

18

十五劃

潘桂香 PAN Kuei-Hsiang

11

十六劃

賴亭羽 LAI Ting-Yu 賴思蓉 LAI Sih-Rong

15 21

十七劃

謝政樺 HSIEH Zheng-Hua 謝承翰 HSIEH Cheng-Han

8 17

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工作人員名錄 議程組 Agenda 洪珮瑜 HONG Pei-Yu 林大惟 LIN Ta-Wei 文冊組 Documention 黃齡誼 HUANG Ling-Yi 賴亭羽 LI Ting-Yu 伙食組 Mess Management 謝政樺 HSIEH Zheng Hua 黃冠庭 HUANG Guan-Tung 場地組 General Affairs 李紫昀 LEE Tzu-Yun 白育齊 BAI Yu-chi 張淨涵 CHANG Ching-Han 邵鈺涵 SHAO Yu-Han 楊伊雯 YANG Yi-Wen 主持組 Presenter 張樂翔 CHANH Le-Hsiang 聯絡組 Connection 林冠宏 LIN Guan-hong 賴思蓉 LAI Sih-Rong 總籌組 Organization 潘桂香 PAN Kuei-Hsiang 謝承翰 HSIEH Cheng-Han

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生物科學實務專題期中摘要手冊