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探討負責神經迴路連結之引導系統
高三誠班 簡子皓 報導
人體內的神經系統是怎麼形成的?人體是如何控制神經系統的?懷揣著這些疑問,4月2日的講座邀請到台北醫學大學神經醫學博士學位學程高祖仁教授分享。
高教授先簡單介紹「神經科學」以及神經細胞、脊髓與腦的基本構造,讓同學們對於本次演講內容能有基礎的概念。同學們大致了解相關概念後,教授繼續講解「神經細胞的發育」。最初,人體神經系統發育從最初幹細胞的分裂開始,當大量的神經細胞被複製出來後,這些細胞開始移動、在各地方聚集,並分化成不同類型的神經細胞。分化後的細胞從一開始還看不出特徵的「板狀偽足時期」,逐漸成熟形成樹突與軸突。在軸突末端的生長錐透過表面的受器感測環境中的化學物質,選擇適合的方向不斷延伸軸突,最後接觸到目標細胞便會與其生成突觸,完成神經迴路的形成。然而神經迴路並非形成就不會改變,從出生到死亡,神經迴路經歷會不斷的重整、凋亡、重整、凋亡...,可以說是經歷不斷的犯錯與改正才構成目前人體的神經系統。那為什麼要研究神經迴路呢? 教授表示:透過研究神經系統的發育和細胞凋亡對於理解神經退化性疾病(如癲癇)的機制和開發治療方法具有重要意義。
高教授結合前面所提到「軸突的方向選擇」,帶出了本次的演講重點「Eph/ephrin系統」,Eph受體以及ephrin配體分為EphA/ephrinA以及EphB/ephrinB兩種,當相同種類的Eph受體以及ephrin配體結合時可調整神經迴路並間接影響糖尿病、神經退化性疾病。早期的研究結果就發現Eph/ephrin系統在視覺傳導上扮演關鍵物質,讓神經迴路讓視網膜上的神經細胞能將軸突連結到正確的位置上,使最終成像不會顛倒;Eph/ephrin系統也讓脊髓側邊神經柱(LMC)的神經細胞正確連接到背側與腹側的肌肉,促進四肢正常發展。
然而儘管「Eph/ephrin系統」已被證實對神經迴路有重大影響,關於其下游物質與傳導機制依然未明,於是高教授在幾年前便聚焦於其中候選下游蛋白chimaerin進行深入研究,針對上述提到的「視覺傳導」和「LMC」搭配「雞胚胎電穿孔實驗」,透過觀察chimaerin蛋白的含量發現chimaerin蛋白對於EphA/ephrinA系統有顯著的影響而對於EphB/ephrinB較無影響。
高教授的研究成功為神經迴路以及Eph/ephrin系統再補上一片重要的拼圖,然而目前大多相關機制尚未明朗,因此高教授在演講的最後也誠摯邀請對神經迴路方面有興趣的九直同學們踴躍報名「學術人才養成計畫」,在未來加入高教授實驗室進行更深入的研究。
活動相片請連結
https://drive.google.com/drive/folders/1yEZE8NgBZDSJx4h9Ddyba1_dOwkjK77q?usp=sharing
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