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Item 以小鼠模式探討新生期地塞米松投藥處理的跨代不良影響(2023) 吳奕昉; Wu, Ying-Fang地塞米松(dexamethasone, DEX)為一種人工合成的醣皮質素(synthetic glucocorticoid)，一直以來廣泛當作抗發炎藥物使用，同時也用於治療體重過低的早產兒肺部發育不良導致的發炎。然而，許多研究指出新生期地塞米松治療(neonatal dexamethasone treatment, NDT)可能對新生兒的發育與情緒產長期不良影響。腦源性神經滋養因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)，是神經系統中重要蛋白質，對於腦部的發育(development)、神經細胞的分化(differentiation)、及神經細胞的可塑性(plasticity)都扮演至關重要的角色，同時，憂鬱症患者腦中，BDNF的表現量會顯著低於普通人，因此本研究將BDNF與其專一受體TrkB作為憂鬱的生物標記(biomarker)來檢測NDT誘發的類憂鬱行為(depression-like behavior)。本研究採用C57BL / 6J品系小鼠，在出生後第一~三日(postnatal day1~3, PND1~3)給予遞減式劑量 (tapering dosage)地塞米松皮下注射，第一、第二與第三日注射的劑量分別為0.5、0.3與0.1mg/kg。在六周齡時，利用開放空間試驗(open field test, OFT)與高架十字迷宮試驗(elevated plus maze, EPM)來評測小鼠的類焦慮行為(anxiety-like behavior)，另外OFT也可用於測量小鼠的自發性運動功能(spontaneous activity)。此外，也於平行組(parallel group)以懸尾試驗(tail suspension test, TST)與糖水偏好試驗(sucrose preference test, SPT)測試小鼠的類憂鬱行為。於相同周齡時進行即時聚合酶連鎖反應(real-time polymerase chain reaction, qPCR)測量海馬迴中的Bdnf、TRKB與β-actin等基因表現，並利用西點墨法(western blotting, WB)評估BDNF、TrKB與β-actin的蛋白質表現量。並在十一周齡後配對產生子代(F2 SxS 與 F2 DxD)。並測量生育隻數(litter size)、存活率與性別比來測試NDT是否導致生殖毒性。此外，也在F2六周齡時以TST與SPT測試是否出現跨代類憂鬱行為。於同周齡時，以qPCR測量海馬迴中的Bdnf、TRKB等基因表現，並以WB測量BDNF、TrKB的蛋白質表現量。最後，以TST評估交叉撫育(cross-fostering)是否影響跨代類憂鬱行為。實驗結果表明，F1 NDT小鼠成長至青春期時體重顯著降低，代表有效投藥。OFT結果顯示 NDT小鼠自發運動功能未受影響，NDT雄性小鼠在中間區域時間(center area)顯著增加，顯示NDT會減少雄性小鼠的類焦慮行為，對母鼠則沒有影響。EPM結果則顯示NDT不會對公母鼠的類焦慮行為產生影響。TST結果顯示F1 NDT與F2 DxD公鼠的不掙扎時間皆增加，在母鼠方面則沒有差異。另外，在SPT中，F1 NDT與F2 DxD公鼠對於糖水的偏好程度也顯著下降，在母鼠方面則沒有差異。上述結果顯示NDT會導致跨代類憂鬱行為的增加。qPCR與西點墨法結果顯示在F1 NDT雄性小鼠海馬迴中BDNF與TrkB表現量都減少，雌性則未出現顯著差異；F2 DxD雄性小鼠在海馬迴中TrkB表現量顯著減少，雌鼠則無顯著差異。以上結果表明NDT會導致海馬迴中BDNF與TrkB表現量的減少，以及跨代TrkB表現量的減少。NDT在生殖方面的影響，包括F2 DxD的生育隻數與存活率都顯著減少，代表NDT會對子代的生殖造成影響，F2在性別比則沒有影響。最後，在TST中經過交叉撫育(cross parenting)的F2 SxS-Df小鼠相對於控制組(F2 SxS)，不掙扎時間顯著增加；經過交叉撫育的F2 DxD-Sf小鼠相對於控制組(F2 DxD)， 不掙扎時間則未出現顯著差異。綜上所述，我們推論NDT誘發的跨代憂鬱可能與NDT造成海馬迴中TrkB表現量有密切聯繫，並且母鼠的照料與遺傳因素皆可能參與NDT造成的跨代憂鬱。Item 探討新生期dexamethasone處理對大鼠海馬迴中動情素受體之表現量及長期增益效應之影響(2021) 仉鵬愷; Chang, Peng-Kai地塞米松（dexamethasone, DEX）是一種人工合成的糖皮質固醇（synthetic glucocorticoids），數十年來被廣泛用作抗發炎藥物 （anti-inflammatory drugs）。同時也用來治療及預防出生體重過低 （extreme low birth weight, ELBW）早產兒的慢性肺部疾病 （chronic respiratory disease）。許多研究指出，新生兒時期的地塞米松治療 （neonatal dexamethasone treatment, NDT）可能對早產兒的情緒 （emotional）和認知 （cognitive）功能產生長期不良的作用。我們先前的研究指出NDT於雄鼠與雌鼠身上，均會造成長期的不良影響，包含類憂鬱行為（depression-like behavior）的增加，以及雌性大鼠海馬迴 （hippocampus）中α型雌激素受體 （estrogen receptor alpha, ERα）和G蛋白雌激素受體 （G-protein coupled estrogen receptor, GPER so-called GPR30）的表現量下降，且可能為NDT對雌鼠造成長期不良影響的重要原因。我們本研究中驗證是哪一種雌激素受體，為造成NDT青少年雌鼠長期不良反應的主因。本實驗中使用新生的Wistar大鼠，從出生後第一天到第三天 （postnatal day 1~3, PND 1-3），給予劑量遞減式 （tapering）的DEX皮下注射，自PND 1-3其劑量依序為0.5、0.3和0.1 mg/kg。 於六周齡時，利用開放空間試驗（open field test, OFT）評估NDT大鼠自發性運動功能（spontaneous activity），另外透過強迫游泳試驗 （forced swimming test, FST），評測NDT大鼠的類憂鬱行為。 此外，準備平行組（parallel group）的NDT大鼠，於相同周齡時進行即時聚合酶鏈鎖反應 （real-time polymerase chain reaction, qPCR）評估海馬迴中Erα, Erβ, Gper, Grin1, Grin2a, Grin2b等基因表現。並利用西方墨點法（western blotting）評估mitogen activated protein kinase （MAPK） 的蛋白質表現量及其磷酸化水平（phosphorylation level）。 亦進行了離體胞外電生理記錄 （in vitro extracellular recording），測量海馬迴以高頻刺激誘導的長期增益作用（high frequency stimulation-induced long-term potentiation, HFS-LTP），以評估其海馬迴的神經可塑性（neuroplasticity）。最後利用強迫游泳試驗，以評估投予ERα致效劑（agonist），是否對NDT大鼠具有抗憂鬱（anti-depressant）的功能。實驗結果顯示，NDT動物青春期前的體重顯著降低，這證明DEX的有效投藥。 OFT的結果顯示NDT動物的自發運動功能未受影響。FST的結果顯示NDT會導致類憂鬱行為的增加。雌性青少年大鼠NDT組的不掙扎的時間（immobility）與對照組相比有顯著增加。而雄性青少年NDT大鼠，則必須先給予高台曝露（platform exposure）之急性壓力處理後，其不掙扎的時間才有顯著增加。qPCR結果顯示，雌性青少年NDT大鼠海馬迴中Erα的表現顯著降低，而Erβ 和 Gper表現量則無明顯差異。NDT雄性青少年大鼠海馬迴中Erα, Erβ 及 Gper的表現量，與控制組間相較，皆無呈現顯著差異。雌性青少年NDT大鼠海馬迴中Grin1, Grin2a 及 Grin2b表現量皆沒有呈現差異。電生理實驗結果顯示NDT母鼠的海馬迴HFS-LTP有顯著下降的現象，而輸入和輸出曲線比值（input/output curve ratio, I/O curve）結果顯示，NDT老鼠與對照組相比有顯著下降的現象。而在配對脈衝促進 (pair-pulse facilitation, PPF) 實驗結果中並無呈現顯著差異。透過表面灌流 (suprafusion) ERα致效劑丙吡唑三醇 （propyl pyrazole triol, PPT）後，NDT雌性大鼠的海馬迴HFS-LTP恢復至正常範圍。而預先投予ERα的拮抗劑methyl-piperidino-pyrazole （MPP），可以阻擋PPT對HFS-LTP的恢復效果；而NDT組經皮下注射PPT後，其不掙扎的時間明顯減少，與對照組相比無顯著差異，顯示其具有降低類憂鬱行為的效果。最後我們利用GPER的致效劑同時為ERα和ERβ的抑制劑氟維司群（fulvestrant）進行驗證，投予fulvestrant無法使NDT雌性大鼠的海馬迴HFS-LTP恢復至正常範圍。 西方墨點法結果顯示，NDT並未影響雌性青少年大鼠海馬迴中MAPK 的蛋白質表現量及磷酸化水平。綜合上述實驗結果，我們推論NDT青少年雌性大鼠的不良反應，較可能是藉由影響ERα的表現而造成。實驗結果可供後續臨床研究參考，例如投予PPT治療NDT所造成的長期不良反應。Item 探討新生期投予dexamethasone對成年期大白鼠憂鬱行為的影響(2014) 柯孟昌; Ko Meng Chang人工合成糖皮質激素dexamethasone ( DEX ) 在臨床上常用於治療早產兒因肺部發育不良而引發的呼吸窘迫症現象，可提高早產兒的存活率，但近期研究發現在新生期接受過高劑量DEX投藥可能對其腦部發育與認知功能產生不良的影響。杏仁核( amygdala )調控情緒，更是調控恐懼記憶的形成與削減的重要核區。過去尚未有研究者針對新生期投予DEX對杏仁核功能的影響進行持續的追蹤。因此，本研究利用Wistar大鼠，模擬臨床上投藥的方式，於出生後第一至第三天，以皮下注射的方式，投予遞減劑量 (tapering dosage)的DEX (0.5 mg/kg, 0.3 mg/kg and 0.1 mg/kg)，待動物成年後評估其對杏仁核功能的影響。研究結果發現，新生時期投予DEX的成年大鼠在面臨急性壓力時於強迫游泳行為(forced swim test, FST )模式中不游動的時間明顯高於控制組老鼠，表現出類憂鬱行為的反應。此外，胞外電生理記錄結果發現，以高頻電刺激誘發的LTP訊號，新生期DEX組大鼠在視丘投射至側杏仁核的神經訊號值明顯高於控制組大鼠，杏仁核MAPK磷酸化程度亦顯著的高於控制組動物，且在血清中的皮質固醇激素(corticosterone)濃度也高於控制組動物，顯示新生期DEX的投予對動物的反應具有長期影響。透過MAPK 抑制劑PD98059的投予能有效降低DEX組動物不游動的時間，利用伴隨人工腦脊髓液的灌流，PD98059能使神經路徑過度活化的現象回復，顯示 MAPK磷酸化的程度在調控動物面臨急性壓力時的生理反應扮演重要角色。此外，投予低劑量利尿劑bumetanide能改變細胞內離子濃度變化，調節神經細胞活性，亦可達到回復效果。 新生期投予DEX對於動物條件化恐懼的建立形成障礙，此障礙能透過D-cycloserine的投予增加NMDA受器的活性而得到改善。本研究結果亦指出於新生鼠接受DEX注射前給予乙醯化酶抑制劑trichostatin A (TSA)能有效避免DEX所造成的負面影響，顯示DEX的投予可能改變部份基因的表現，對動物情緒反應造成持續性的長期影響。本研究結果有助於瞭解新生期DEX的投予對動物杏仁核神經投射路徑與分子活性的影響，並對新生期不良經驗導致的憂鬱症致病成因提供研究的參考。Item 探利用大白鼠模式探討新生期投予 Dexamethasone 對杏仁核中麩胺酸突觸傳遞的影響(2014) 蔡仲昕; Chung-Hsin TsaiDexamethasone（DEX）是一種人工合成的糖皮質激素，目前廣泛的作為消炎藥劑，及用於治療早產兒的呼吸窘迫症。前人的研究結果顯示，新生時期DEX的投藥，會影響海馬迴的功能，導致青少年期的記憶障礙。但是否會對杏仁核之功能造成影響？及其詳細機制，則仍有待進一步探討。因此，本研究將探討新生時期的DEX投藥，對青春期大鼠杏仁核功能的可能影響。對出生後第一至三天的Wistar大鼠以皮下注射方式，投予遞減劑量之DEX (0.5 mg/kg, 0.3 mg/kg和0.1mg/kg)。於6週齡時，以電生理紀錄來評估杏仁核的功能。結果顯示，DEX處理過的大鼠於出生第三天至六週齡時的體重有顯著降低。新生期經DEX處理的大鼠，不僅損害杏仁核處之長效增益（LTP）的反應，也增強了在急性壓力曝露後的類憂鬱行為。而給予NMDA受體促進劑D-cycloserine後的這些初步結果顯示，新生時期的DEX投藥，會對大鼠的杏仁核功能產生長期的影響，其機轉可能與影響杏仁核中麩胺酸的傳遞有關。本研究想闡明對新生時期給予DEX，對大鼠青春期杏仁核中麩胺酸神經傳遞影響的機制。為了證實這一目標，以DCS進行實驗發現可以改善新生期投予DEX的大鼠LTP誘發障礙的現象。此外，使用西方墨漬法，發現杏仁核細胞中麩胺酸NMDA受體的表現量並無顯著差異，但是新生期投予DEX的大鼠杏仁核細胞中NKCC1受體的表現量顯著低於 saline組。Item 利用大白鼠模式探討新生期投予 Dexamethsone 對成年期憂鬱行為的影響(2013) 許惠喻; Hsu Hui-Yu人類於新生期所面對的心理或生理壓力，會對成年期的情緒表達或生理狀況產生深遠的影響。 Dexamethasone ( DEX ) 是一種人工合成醣皮質激素，在臨床上常用於治療早產兒因肺部發育不良而引發的呼吸窘迫症現象，可提高早產兒的存活率，但近期的研究卻顯示高劑量以及長期的使用卻可能對其產生不良的影響。在動物模式中，大鼠新生期投予 DEX 可能導致其青少年期空間記憶產生障礙，亦會干擾海馬迴 ( hippocampus ) 中長期增益效應 (long-term potentiation, LTP) 的形成。而這些不良影響在成年時逐漸得到改善。然而先前本實驗室的研究卻顯示，新生時期投予DEX的成年大鼠在強迫游泳行為(forced swimming test, FST )模式中會產生類憂鬱行為的反應。顯示新生期DEX的投予對動物面臨急性壓力時的反應具有長期影響。然而，此現象涉及哪些神經投射路徑的調控與分子路徑的活化，是值得深入探討的議題。因此，本研究利用Wistar大鼠，模擬臨床上投藥的方式，於出生後第一至第三天，以皮下注射的方式的投予遞減劑量的DEX (0.5 mg/kg, 0.3 mg/kg and 0.1 mg/kg)，於動物八週齡時進行各項行為實驗，以西方墨點法 (western blotting)與中樞投予 ERK抑制劑，釐清 DEX投予對情緒記憶的分子機制所造成的改變。並利用胞外電生理探討其對相關神經投射路徑活性的影響。研究結果發現，在FST行為模式中，新生期投予DEX的動物不游動的時間明顯較長，且杏仁核ERK磷酸化程度顯著的高於控制組動物。ERK 抑制劑的投予能有效降低DEX組動物不游動的時間，顯示ERK的磷酸化程度與動物不游動的時間具有高度的正相關性。胞外電生理記錄結果發現，以高頻電刺激誘發的LTP訊號，新生期DEX組大鼠在視丘投射至側杏仁核的神經訊號值明顯高於控制組大鼠，當利用ERK磷酸化抑制劑灌流後，能使神經路徑過度活化的現象回復，顯示此路徑中 ERK磷酸化的程度在調控動物面臨急性壓力時的生理反應扮演重要角色。本研究結果有助於瞭解新生期DEX的投予對動物成年期時面臨急性壓力時，神經投射路徑與分子活性的影響，並提供研究急性壓力反應的調控機制與臨床治療藥物開發的參考。Item 新生期投與dexamethasone對母鼠的長期不良影響(2018) 邱惠芳; Chiu, Hui-Fang地塞米松 (dexamethasone, DEX) 是一種人工合成的醣皮質激素(synthetic glucocorticoid)，目前廣泛做為消炎藥劑(anti-inflammatory)，並用於治療早產兒之呼吸窘迫症 (respiratory distress syndrome)，但多年來研究發現新生期投與DEX (neonatal DEX treatment; NDT) 會導致腦部發育與認知功能的不良影響。海馬迴 (hippocampus) 是空間記憶 (spatial memory) 和連結性學習記憶(associative learning and memory) 的主要腦區，而杏仁核 (amygdala)則是調控情緒的重要腦區，兩者均屬於邊緣系統 (limbic system) 的成員，其功能異常與精神疾病如憂鬱症 (major depression) 及焦慮症 (anxiety disorder) 有重要關聯。 前人研究顯示NDT會導致大鼠的類憂鬱行為 (depression-like behavior) 明顯增加，過去關於NDT的研究多著重於公鼠，較少著墨於母鼠，本研究利用新生期母鼠，模擬臨床上早產兒的投藥方式，以濃度遞減式 (tapering dosage) 於出生後第1~3天 (postnatal day-1 to 3) 連續3天依序投予DEX (0.5 mg/kg, 0.3 mg/kg 和 0.1 mg/kg)，並利用細胞外電刺激紀錄 (in vitro extracellular recording)、西方墨點法 (western blot analysis)、抑制逃避學習實驗 (inhibitory avoidance task; IA) 與強迫游泳行為實驗 (forced swimming tests; FST)，評估NDT對青春期 (6週齡) 與成年期 (10週齡) 的母鼠海馬迴與杏仁核之功能影響。 實驗結果發現在海馬迴和杏仁核，利用高頻電刺激 (high-frequency stimulation; HFS) 誘發的長期增益現象 (long term potentiation; LTP) 中，青春期NDT母鼠的LTP有抑制的情形，而在成年期母鼠的海馬迴和杏仁核以HFS誘發的LTP則有減弱的情形。西方墨點法的結果顯示青春期與成年期母鼠海馬迴與杏仁核的estrogen receptor alpha (ER) 表現量均低於控制組，而estrogen receptor beta (ER) 的表現量與控制組無顯著差異。在檢測海馬迴空間記憶功能的IA行為實驗發現，NDT阻斷了青春期NDT母鼠抑制逃避學習，青春期NDT母鼠滯留潛伏 (retention latencies) 時間低於控制組並有顯著差異，但這種阻斷效果不會持續到成年期。評估杏仁核功能的FST行為實驗發現，青春期與成年期母鼠在FST模式中，不游動時間百分比 (percent time of immobility) 明顯高於控制組，表現出類憂鬱行為的反應增加。為避免NDT所引起的可能的毒性效果 (toxic effect) 對行為實驗數據判讀的干擾，故合併測量其自發性活動行為 (locomotor activity)，結果顯示NDT母鼠在青春期和成年期的總水平移動距離 (total horizontal distance movement) 與控制組相比，並無顯著差異。在青春期和成年期母鼠在細胞外電生理紀錄時投予雌二醇 (estradiol) 可部分恢復杏仁核的HFS誘發之LTP；青春期動物於6週齡時連續四天皮下注射雌二醇 (0.25 mg/kg/day)，成年期動物於10週齡時連續四天皮下注射雌二醇，分別在第四天給藥結束30分鐘後立即進行FST行為實驗，結果發現給予雌二醇的NDT母鼠，其類憂鬱行為降低。青春期母鼠在細胞外電生理紀錄給予雌二醇可部分恢復海馬迴的LTP。在染色質免疫沉澱實驗 (chromatin immunoprecipitation assay; ChIP) 中發現幼年期NDT母鼠 (2週齡) 的海馬迴中H3K9乙醯化 (acetylation) 與控制組相比，NDT母鼠的H3K9乙醯化百分比顯著低於控制組。在NDT組於出生後第一天 同時投與histone deacetylases (HDAC) 抑制劑trichostatin A (TSA)，可使幼年期母鼠海馬迴ER的表現量恢復至與控制組相近，並可使青春期母鼠海馬迴以HFS誘發的LTP恢復，與控制組相比無顯著差異，以及在IA行為實驗發現海馬迴空間性記憶功能恢復，與控制組相比無顯著差異。總結本篇實驗結果，NDT母鼠在青春期與成年期的海馬迴與杏仁核之LTP、ER表現量、空間記憶及情緒功能均產生不良的影響，然而這樣不利的影響會一直持續到成年期，並且這樣的影響可能與H3K9乙醯化下降有關，而於幼年期投予HDAC抑制劑，或於青春期與成年期給予雌二醇，則可有效地降低NDT的長期不良影響。根據本論文的結果發現，NDT對母鼠產生的長期不良影響並直至成年期，這樣的結果可提供給日後相關研究及臨床投藥做為參考。