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梁淑玲

老師姓名:梁淑鈴

照片:

職稱:助理教授

研究室星型膠細胞及神經突觸訊息生理研究室

最高學歷博士

學校/國家國立陽明大學生理學研究所/台灣

分機號碼3688

電子郵件帳號 slliang@mail.cgu.edu.tw

個人網頁網址建構中

是否直接連接至個人網頁:否

研究室現況:

博士後研究員 人

博士班研究生 人

碩士班研究生1

專任研究助理 2

大學部專題生 人

 

 

研究方向及研究室特色:

研究方向:

   膠細胞及神經突觸訊息生理研究室是國內目前少數研究腦神經突觸傳導及可塑性的實驗室之ㄧ,結合電生理學、藥理學、腦中酵素或蛋白質的定量及定性分析及動物行為觀察測試,本實驗室有四大研究方向。

一. 探討麩胺酸-醯胺酸循環參與調控新生鼠的性別分化的麩胺酸及丙胺基丁酸突觸效能的細胞機制。

二. 多巴胺第二型受體與麩胺酸-醯胺酸循環交互作用調控性別分化的分子細胞機制。

三. 古柯鹼及安非他命調節轉錄胜肽CART對投射到胃腸的迷走神經運動背核神經元的放電活性及突觸訊息輸入的調控。

四. 研究麩胺酸-醯胺酸循環參與調控顳葉癲癇鼠的海馬迴CA1神經元的丙胺基丁酸突觸效能的細胞機制。

 

研究主題背景簡介:

一直以來,分佈於中樞神經系統內的膠細胞(glial cell)[包括星狀膠細胞(astrocytes)及寡突膠細胞(oligodendrocytes)],被認為只是附著在神經細胞上的輔助細胞 [“Glia”這個字源自希臘字的”gliok”,意思是黏膠 (glue)]。最近十幾年來的研究則發現,膠細胞的細胞膜具有各種神經傳遞物質的受體、離子孔道及轉運蛋白,當膠細胞膜上的受體結合上配合基(ligand)後,膠細胞能被活化,接著產生能沿著膠細胞之間傳播的鈣離子波(calcium wave)達300—400微米遠。膠細胞也能分泌膠細胞傳遞物質(gliotransmitters),其中包括有麩胺酸(glutamate)及腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)等,進一步研究則發現膠細胞與其附著的神經細胞類似,具有促進突觸生成作用(synaptogenesis),調控神經可塑性(neuronal plasticity)及神經突觸傳遞(synaptic transmission)等功能,其中神經細胞與星狀膠細胞之間的麩胺酸—麩醯胺酸循環(glutamate-glutamine cycle)則是在調控麩胺酸及丙胺基丁酸(GABA)神經元的神經突觸的可塑性(synaptic plasticity),扮演重要角色。

麩胺酸(glutamate),為一種興奮性的神經傳遞物質,從突觸前神經元的突觸小泡(synaptic vesicle)被釋放到突觸間隙(synaptic cleft) 後,除了快速的結合到突觸後神經元的麩胺酸受體外,約有80%多餘的麩胺酸則會被位於星狀膠細胞上的麩胺酸轉運蛋白(glutamate transporter)所回收,[此舉可避免過量的麩胺酸聚積在細胞外,造成神經興奮性毒性(excitotoxicity)],藉此星狀膠細胞將回收的麩胺酸(glutamate)在麩醯胺酸合成酶(glutamine synthetase)的催化下,轉換成麩醯胺酸(glutamine),星狀膠細胞又將麩醯胺酸(glutamine)釋放到細胞外液中,麩醯胺酸之後能再被位於麩胺酸神經元及丙胺基丁酸神經元上的麩醯胺酸轉運蛋白(glutamine transporter)回收到神經細胞內,神經細胞內的麩醯胺酸(glutamine)則會在麩醯胺酸酶(glutaminase)的催化下又被轉變為麩胺酸(glutamate),這整個過程,就是所謂神經細胞與星狀膠細胞之間的麩胺酸—麩胺醯胺循環(如下圖)。

 

圖示丙胺基丁酸神經元(GABAergic)神經突觸小泡內丙胺基丁酸(GABA)的貯存量受到星狀膠細胞回收麩胺酸(glutamate),合成麩醯胺酸(glutamine)的量及丙胺基丁酸神經元上的麩醯胺酸轉運蛋白回收的麩醯胺酸(glutamine)的能力,也就是麩胺酸—麩醯胺酸循環的效能所調控。

有趣的是,由於麩胺酸(glutamate)是合成丙胺基丁酸(GABA)的前身物質(precursor),因此由丙胺基丁酸神經元回收麩醯胺酸(glutamine)經麩醯胺酸酶(glutaminase)催化轉變而成的麩胺酸(glutamate),則會進一步經由麩胺酸脫羧酶(glutamic acid decarboxylase)的催化,而合成丙胺基丁酸(GABA),這些丙胺基丁酸則可被送入神經突觸小泡貯存,等待釋放。個人的研究結果發現在大鼠的腦海馬迴CA1錐狀細胞中,麩胺酸在丙胺基丁酸神經末梢細胞內(intra-terminal)濃度的多寡與丙胺基丁酸在神經突觸小泡內的貯存量成正性相關,而且經由這條循環路徑回收的麩胺酸可提供大約60%的丙胺基丁酸神經元突觸性傳遞所需的丙胺基丁酸(Liang et al., J. Neurosci., 2006)。由於麩胺酸(glutamate)及丙胺基丁酸(GABA)分別是哺乳類動物成體中最主要的興奮性及抑制性神經傳導物質,因此任何因素可以影響位於麩胺酸—麩醯胺酸循環路徑酵素的活性,均可能會影響腦中麩胺酸及丙胺基丁酸神經元的突觸傳遞效能,進而破壞中樞神經系統興奮性及抑制性神經元的突觸傳遞的平衡性,若此平衡受干擾可能導致中樞神經系統發育異常及疾病,包括:性別分化、 癲癇症、憂鬱症或精神分裂症等。

研究方法:

一. Quantitative RT-PCR:定量特定腦核區mRNA的表現量。

二. 西方墨點轉漬法(western blotting analysis): 用以定量參予麩胺酸-麩醯胺酸循環的酵素及轉運蛋白(transporter)的蛋白質含量變化。

三. 免疫化學細胞染色法(immunocytochemistry): 用以定性參予麩胺酸-麩醯胺酸循環的酵素及轉運蛋白(transporter)的蛋白質表現或是用以鑑定所記錄神經細胞的種類。

四. 大鼠行為觀察:包括生殖行為的觀察。

五. 腦薄片目視全細胞夾箝電生理紀錄(Visualized whole-cell voltage- or current- clamp recordings):最常用來偵測抑制性及興奮性突觸後電流或電位的變化[Inhibitory and Excitatory Postsynaptic Currents(IPSCs;EPSCs)]。除此之外,又包括記錄:

1.Miniature IPSCs (mIPSCs)及miniature EPSCs (mEPSCs):反應靜態(basal level)下突觸小泡內抑制性及興奮性神經傳導物質的含量變化等。

2.Strontium evoked IPSCs 及Strontium evoked EPSCs; miniature evoked IPSCs (meIPSCs)及miniature evoked EPSCs (meEPSCs):反應動態(active state)下突觸小泡內抑制性及興奮性神經傳導物質的含量變化、神經傳導物質的效能及突觸小泡的釋放機率等。

3.Spontaneous IPSCs (sIPSCs)、spontaneous EPSCs (sEPSCs)、Evoked IPSCs (eIPSCs)、 evoked EPSCs (eEPSCs)及field Excitatory Postsynaptic Potential(fEPSP):測量神經突觸效能的變化(synaptic efficacy)。

4.成對刺激(paired-pulse stimulation):決定突觸小泡的釋放機率及突觸前神經元因素是否參與神經突觸效能的變化。

5.Puffed GABA or Glutamate: 決定突觸後神經元因素是否參與神經突觸效能的變化。

6.配對神經元紀錄(pair-recording):直接同時紀錄突觸前後兩個神經元之間的電訊號傳遞。

    7.星狀膠細胞的丙胺基丁酸轉運蛋白電流(astrocytic GABA transporter current),星狀膠細胞的麩胺酸轉運蛋白電流(astrocytic glutamate transporter current):間接反應神經元受興奮後,神經傳導物質丙胺基丁酸(GABA)或麩胺酸(Glutamate)釋放到突觸間隙的含量高低。

 

最近五年所發表論文著作及專利:

Journal Articles (peer-reviewed):

1.    Liang SL (2018) The glutamate-glutamine cycle regulates synaptic glutamate release in ventrolateral ventromedial nucleus of the hypothalamus of perinatal female rats. J. Neuroendocrinol. (In press).

2.    Liang SL*, Alger BE, McCarthy MM (2014) Developmental increase in hippocampal endocannabinoid mobilization: roles of metabotropic glutamate receptor subtype 5 and phospholipase C. J. Neurophysiol. 112:2605-2615. (*, corresponding author).

3.    Liang SL*, Hsu SC, Pan JT (2014) Involvement of dopamine D2 receptor in the diurnal changes of tuberoinfundibular dopaminergic neuron activity and prolactin secretion in female rats. J. BioMed. Sci. 21:37 (*, corresponding author).

4.    Liang SL*, Pan JT (2012) An endogenous dopaminergic tone acting on dopamine D3 receptors may be involved in diurnal changes of tuberoinfundibular dopaminergic neuron activity and prolactin secretion in estrogen-primed ovariectomized rats. Brain Res. Bull. 87:334-339. (*, corresponding author).

Published Abstracts

1. Lin YS, Liang SL: Neonatal disruptions of the glutamate-glutamine cycle reduce the expression of sexual behavior and fertility of female rats. The 33th Joint Annual Conference of Biomedical Science, Taiwan, Taipei, Mar 24-25, 2018. (PY073).

2. Tong YS, Hwang LL, Chen CY, Liang SL: Different regulations of CART peptides on firing rates and synaptic inputs of DMV neurons innervating stomach and cecum in rats. The 32th Joint Annual Conference of Biomedical Science, Taiwan, Taipei, Mar 25-26, 2017. (PY060).

3. Tong YS , Hwang LL, Chen CY, Liang SL: Retrograde Labeling in vivo of vagal preganglionic neurons innervating stomach and cecum in rats by the carbocyanine dye DiO. The 31th Joint Annual Conference of Biomedical Science, Taiwan, Taipei, Mar 26-27, 2016. (P138).

4. Yeh CY, Liang SL: Sex differential effects of neonatal pretreatments of fluoroacetate or MSO to disrupt glutamate-glutamine cycle on adult reproductive behaviors in rats. EMBO Conference on neural development- function and dysregulation. Taiwan, Taipei, Dec 4-8, 2015. (p32)

5. Liang SL, Hsu SCDiurnal changes of dopamine D2 and D3 receptor mRNA expression in medial basal hypothalamus of estrogen-primed ovariectomized rats. The 28th Joint Annual Conference of Biomedical Science, Taiwan, Taipei, Mar 23-24, 2013. (P564)

6. Liang SL, Lim SC: Blockade of neuronal glutamine uptake reduces quantal GABA content under active synapse in the mediobasal hypothalamus of neonatal rats. The 27th Joint Annual Conference of Biomedical Science, Taiwan, Taipei, Mar 17-18, 2012. (P415)

專利:

1.    Liang SL (2017) 利用麩醯胺酸改善性功能障礙。台灣,中華民國。申請號碼106109035

2.    Liang SL (2018) 利用麩醯胺酸改善性功能障礙。中國。申請號碼201810223627.1.

中文期刊:

梁淑鈴 (2011, 十月):簡介腦神經疾病與星狀膠細胞麩胺酸—麩胺醯胺循環異常的關連。長庚醫訊,32卷10期,增刊第54-57頁。

 

獲獎紀錄: (含校內及校外有關 研究教學輔導等獎項均可)

1. 林毓雄,梁淑鈴 Neonatal disruptions of the glutamate-glutamine cycle reduce the expression of sexual behavior and fertility of female rats.長庚大學生物醫學研究所碩士論文競賽(壁報+口頭報告)第二名。Taiwan, Tau-Yuan, Jul 2-6, 2018. (2C09).

2. 林毓雄,梁淑鈴Neonatal disruptions of the glutamate-glutamine cycle reduce the expression of sexual behavior and fertility of female rats.中華民國第三十三屆生物醫學聯合學術年會中國生理學會壁報論文競賽第三名。Taiwan, Taipei, Mar 24-25, 2018. (PY073).

3. 童詠聖,黃玲玲,陳志彥,梁淑鈴 Different regulations of CART peptides on firing rates and synaptic inputs of DMV neurons innervating stomach and cecum in rats. 中華民國第三十二屆生物醫學聯合學術年會中國生理學會壁報論文競賽第三名。 Taiwan, Taipei, Mar 25-26, 2017. (PY060).

4. The Marsden Fund Referee, The Marsden Fund is affiliated by New Zealand government and is administered by the Royal Society of New Zealand. 2014.

5. Editorial Board Member in Journal “Animal Cells and Systems”, The official journal of the Korean Society for Integrative Biology. 2010~2013.

6. 國科會傑出優秀人才獎National Science Council Outstanding Research Award, 2011.

國際交流:

1. 癲癇的研究計畫正與美國賓州大學暨費城兒童醫院的Coulter, D.A., Ph.D. (Department of Neuroscience, University of Pennsylvania School of Medicine, Philadelphia, Division of Neurology and the Pediatric Regional Epilepsy Program, Children’s Hospital of Philadelphia, Philadelphia, PA 19104, USA)實驗室合作進行中

 

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