學位論文
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Item 以SCA3誘導細胞模式進行潛力新藥之篩選(2011) 陳星蓉; Hsing-Jung Chen小腦脊髓運動失調症第三型(spinocerebellar ataxia type 3; SCA3)，亦稱Machado–Joseph disease (MJD)，為小腦脊髓運動失調症眾多亞型中最常見的一型，屬於晚發性自體顯性遺傳的神經退化性疾病。主要是因為座落於14q24.3-q32的MJD1基因發生CAG三核苷酸過度擴增的現象，這些擴增的CAG序列會轉譯出含多麩醯胺酸(polyglutamine; polyQ)序列的蛋白質產物ataxin3 (AT3)，突變的AT3會在細胞內聚集，透過蛋白質水解機制切割後，在細胞核內形成包含體(nuclear inclusions; NIs)產生細胞毒性使得細胞死亡。目前SCA3實際的致病機轉尚未明瞭，為了解AT3與SCA3病程中的致病機制，我們建立AT3誘導表現的PC12細胞模式。我們發現75Q細胞在氧化壓力以及蛋白質酶抑制劑處理過後會比27Q細胞更容易產生蛋白質聚集在細胞核以及細胞和周圍的現象，對於壓力藥物的耐受性也比27Q細胞要低許多。因此我們藉由建立的SCA3細胞模式做一系列新穎組蛋白去乙醯酶抑制劑(histone deacetylase inhibitors; HDACi)藥物篩選，結果發現某些抑制劑藥物確實能保護SCA3細胞，提升細胞存活率以及神經細胞分支生長，降低氧化壓力以及蛋白質聚集的現象，並增加組蛋白(histone)乙醯化及活化許多具神經保護性的訊息傳遞路徑例如Hsp27、ERK、 MnSOD 和NF-κB等。因此，組蛋白去乙醯酶抑制劑藥物或許可成為治療SCA3的良好候選療法。Item 兩個TBP結合蛋白－HMGB1和p53參與聚麸醯胺擴增誘導的神經病變(2009) 王孝文; Shiao-Wen Wang脊髓小腦萎縮症第十七型是由於 TATA-box binding protein (TBP) 基因外引子上CAG三核苷酸異常擴增所導致。TBP普遍且廣泛表現在所有型態的細胞，但其N端聚麸醯胺的擴增造成的病理徵狀卻只出現在小腦、皮質等中樞神經。前人的研究顯示人類High mobility group box 1 (HMGB1)和果蠅Dorsal switch protein 1 (DSP1) 在結構上有高度同源性，並且在RNA聚合酶II轉錄上扮演抑制子的角色。HMGB1和DSP1能夠直接和TBP的N端麸醯胺豐富的區域結合，並和結合在TBP上的DNA形成穩定的三元複合體，分別藉由干擾TFIIB和TFIIA與TBP結合，抑制RNA聚合酶II轉錄的啟始階段。本研究的主要目的，在SCA3、SCA17以及HD疾病的果蠅模式下，探討HMGB1和DSP1和聚麸醯胺擴增的蛋白質間交互作用。我們推測，突變的聚麸醯胺蛋白直接和HMGB1結合，並把HMGB1隔離在核內包涵體(intranuclear inclusions)，而HMGB1的功能喪失，使得轉錄功能的喪失，使得活化轉錄功能的失調，導致細胞凋亡以及神經退化病徵。在研究中我們發現過度表現果蠅內生性DSP1干擾了正常的TBP的功能，而過度表現HMGB1則對TBP沒有影響，顯示DSP1和HMGB1雖然具有高度同源性，但在轉錄中扮演的角色不完全相同。另一方面，我們發現補充DSP1和HMGB1 可以顯著的減輕全長的TBP109Q，或是截斷型的聚麸醯胺蛋白如：TBP-109Q NTD、MJD-78Q和Htt-97Q所造成的神經退化。這意味著這些異常擴增的聚麸醯胺蛋白能夠直接與HMGB1作用，並將之隔離在蛋白質聚合體 (aggregates)，而HMGB1喪失的功能可能是聚麸醯胺疾病的致病的普遍原因之一。同時過度表現DSP1和HMGB1增加了和變異的聚麸醯胺蛋白結合的機會，也減少了聚麸醯胺蛋白捕捉其他轉錄因子的數量，使得部分失調的轉錄功能可以恢復。