91猫先生

研究方向及研究室特色：

研究方向：

   星状胶细胞及神经突触讯息生理研究室是國內目前少數研究腦神经細胞與星型胶细胞突觸传导及可塑性的实验室之ㄧ，结合电生理学、药理学、脑中酵素或蛋白质的定量及定性分析及动物生殖行為观察实验，本实验室有四大研究方向。

一、探讨麩醯胺酸-麩胺酸循环参与调控新生鼠的女性化的麩胺酸及丙胺基丁酸突触效能的细胞机制。

二、多巴胺第二型受体与麩醯胺酸-麩胺酸循环交互作用调控性别分化的分子细胞机制。

叁、星型胶细胞腺苷循環及腺苷受體亞型調控下視丘神经元麩胺酸突觸传导及女性化腦的角色。

四、研究麩醯胺酸-麩胺酸循环参与调控顳叶癲癇鼠的海马迴CA1神经元的丙胺基丁酸突触效能的细胞机制。

研究主题背景介绍：

一直以來，分佈於中樞神经系統內的胶细胞(glial cell)[包括星状胶细胞(astrocytes)及寡突胶细胞(oligodendrocytes)]，被认為只是附着在神经细胞上的辅助细胞&苍产蝉辫;摆“骋濒颈补”这个字源自希腊字的”驳濒颈辞办”，意思是黏胶 (glue)]。最近十幾年來的研究則發現，胶细胞的細胞膜具有各種神经傳遞物質的受體、離子孔道及转运蛋白，當胶细胞膜上的受體結合上配合基(ligand)後，胶细胞能被活化，接著產生能沿著胶细胞之間傳播的鈣離子波(calcium wave)达300—400微米遠。胶细胞也能分泌胶细胞傳遞物質(gliotransmitters)，其中包括有麩胺酸(glutamate; Glu)及腺嘌呤核苷叁磷酸(ATP)等，進一步研究則發現胶细胞與其附著的神经細胞類似，具有促進突觸生成作用(synaptogenesis)，调控神经可塑性(neuronal plasticity)及神经突触传递(synaptic transmission)等功能，其中位於神经细胞与星状胶细胞之間的麩醯胺酸—麩胺酸循环(glutamine -glutamate cycle; GGC)则是在调控麩胺酸(glutamatergic)及丙胺基丁酸(GABAergic)神经元的神经突触可塑性(synaptic plasticity)，扮演重要角色。

Glu為一种神经传递物质(neurotransmitter)，从突触前神经元的突触小泡(synaptic vesicle)被释放到突触间隙(synaptic cleft) 后，除了快速的结合到突触后神经元的Gllu受体外，约有80%多餘的Glu则会被位於星状胶细胞上的Glu转运蛋白(glutamate transporter)所回收，[此举可避免过量的Glu聚积在细胞外，造成神经兴奋性毒性(excitotoxicity)]，藉此星状胶细胞將回收的Glu在麩醯胺酸合成酶(glutamine synthetase)的催化下，转换成麩醯胺酸(glutamine; Gln)，星状胶细胞又將Gln释放到细胞外液中，Gln之后能再被位於Glu神经元及GABA神经元上的麩醯胺酸转运蛋白(glutamine transporter)回收到神经细胞内，神经细胞内的Gln则会在麩醯胺酸酶(glutaminase)的催化下又被转变為Glu，这整个过程，就是所谓神经细胞与星状胶细胞之間的麩醯胺酸—麩胺酸循环(Gln-Glu cycle；GGC)(如下图示)。

图示麩胺酸神经元(glutamatergic)突触小泡内麩胺酸(glutamate; Glu)的贮存量受到星状胶细胞回收Glu，进一步，合成麩醯胺酸(glutamine; Gln)的量及分別受到位於星型胶细胞及Glu神经元上的麩醯胺酸转运蛋白(SN-1及SA-2)，其转运Gln的能力，意即麩醯胺酸—麩胺酸循环(Gln-Glu cycle； GGC)的效能所调控。

有趣的是，由於Glu是合成丙胺基丁酸(GABA)的前身物质(precursor)，因此由GABA神经元回收Gln经麩醯胺酸酶(glutaminase)催化转变而成的Glu，則會進一步经由麩胺酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase)的催化，而合成GABA，这些GABA則可被送入神经突觸小泡貯存，等待釋放。由於Glu及GABA分別是哺乳類動物成體中最主要的興奮性及抑制性神经傳導物質，因此任何因素可以影響位於GGC路径酵素的活性，均可能会影响脑中Glu及GABA神经元的突觸傳遞效能，進而破壞中樞神经系統興奮性及抑制性神经元的突觸傳遞的平衡性，若此平衡受干擾可能導致中樞神经系統發育異常及疾病，包括:性别分化、 癲癇症、忧鬱症或精神分裂症等。

研究方法：

一、Quantitative RT-PCR:定量特定脑核区mRNA的表现量。

二、西方墨点转渍法(western blotting analysis): 用以定量参予GGC的酵素及转运蛋白(transporter)的蛋白质含量变化。

叁、免疫化学细胞染色法(immunocytochemistry): 用以定性参予GGC的酵素及转运蛋白的蛋白質表現或是用以鑑定所記錄神经細胞的種類。

四、大鼠行為测试:包括生殖行為的观察。

五、脑薄片目视全细胞夹箝电生理纪录(Visualized whole-cell voltage- or current- clamp recordings):最常用来侦测抑制性及兴奋性突触后电流或电位的变化[Inhibitory and excitatory postsynaptic currents(IPSCs; EPSCs)]。除此之外，又包括记录:

1.Miniature IPSCs (mIPSCs)及miniature EPSCs (mEPSCs):反应静态(basal level)下突触小泡内抑制性及兴奋性神经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):反应动态(active state)下突触小泡内抑制性及兴奋性神经傳導物質的含量變化、神经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):測量神经突觸效能的變化(synaptic efficacy)。

4.成对刺激(paired-pulse stimulation):決定突觸小泡的釋放機率及突觸前神经元因素是否參與神经突觸效能的變化。

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

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

六、星状胶细胞的丙胺基丁酸转运蛋白電流(astrocytic GABA transporter current)，星状胶细胞的麩胺酸转运蛋白電流(astrocytic glutamate transporter current):間接反應神经元興奮後，神经傳導物質GABA或Glu释放到突触间隙的含量高低。

最近六年所发表论文、专利、中文着作及翻译：

Journal Articles (peer-reviewed)：

1. Liang SL*, Chen RS (2024) The glutamine-glutamate cycle contributes to behavioral feminization of female rats. Neuroendocrinology (Submitted; *, corresponding author)
2. Liang SL*, Liao WL, Chen RS (2023) Perinatal blockade of neuronal glutamine transport sex differentially alters glutamatergic synaptic transmission and organization of neurons in the ventrolateral ventral medial hypothalamus of adult rats. J. Neuroendocrinol. 35: e13253 (*, corresponding author)
3. Liang SL*, Tong YS, Hwang LL, Huang YZ, Chen CY. (2022) CART peptides differently regulate firing rates and GABAergic synaptic inputs of DMV neurons innervating the stomach and cecum of adult male rats. Neuroendocrinology 112:555-570. (*, corresponding author).
4. Liang SL (2018) The glutamine-glutamate cycle regulates synaptic glutamate release in ventrolateral ventromedial nucleus of the hypothalamus of perinatal female rats. J. Neuroendocrinol. 30: e12642.

Published Abstracts：

1. Liang SL, Chen RS: Metabolic interaction between astrocytes and neurons via the glutamine-glutamate cycle contributes to behavioral feminization of female Rats. The 37th Joint Annual Conference of Biomedical Science, Taiwan, Taipei, Mar 18-19, 2023. (PY050)
2. Liang SL, Liao WL, Chen RS: Perinatal blockade of neuronal glutamine transport sex differentially alters glutamatergic synaptic transmission and organization of neurons in the ventrolateral ventral medial hypothalamus of adult rats. Taiwan Society for Neuroscience, Interdisciplinary Neuroscience Congress, Taiwan, Taoyuan, Sep. 2-4, 2022. (P2-30)
3. Liang SL, Chen RS: Perinatal interruption of the glutamine-glutamate cycle (GGC) permanently compromises GGC-dependent basal excitatory and inhibitory synaptic transmissions of hypothalamic neurons of female rats. The14th Meeting of the Asia Pacific Federation of Pharmacologists (APFP), Taiwan, Taipei, Nov 26-29, 2021. (H033)

4. Lin YS, Liang SL: Blockade of neuronal glutamine uptake during brain development differently changes fertility of female rats. The 34th Joint Annual Conference of Biomedical Science, Taipei, Taiwan, Mar 23-24, 2019. PY061.
5. 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, Taipei, Taiwan, Mar 24-25, 2018. (PY073; The third place in the poster contest held by The Chinese Physiological Society).

专利：

1. 利用麩醯胺酸改善性功能障碍(Use of glutamine in improving sexual dysfunction)，2019；梁淑铃；中华民国，台湾，专利号码:发明第I652059号。

中文期刊：

1. 簡介腦神经疾病與星状胶细胞麩胺酸—麩胺醯胺循环异常的关连(2011, 十月)，梁淑铃，长庚医讯：32卷10期，增刊第54-57页。

中文着书及译书：

1. 凡德氏人体生理学(Vander’s Human Physiology；2023，九月出版)，第16版，梁淑铃等合译，潘震泽总校阅，合记图书出版社，台湾，台北市。

获奖纪录：

1. 林毓雄，梁淑铃 Neonatal disruptions of the glutamate-glutamine cycle reduce the expression of sexual behavior and fertility of female rats.长庚大学生物医学研究所碩士論文競賽(壁报+口头报告)第二名。Taiwan, Tau-Yuan, Jul 2-6, 2018. (2C09).
2. 林毓雄，梁淑铃Neonatal disruptions of the glutamate-glutamine cycle reduce the expression of sexual behavior and fertility of female rats.中華民國第叁十叁屆生物醫學聯合學術年會中國生理學會壁报論文競賽第叁名。Taiwan, Taipei, Mar 24-25, 2018. (PY073).
3. 童咏圣，黄玲玲，陈志彦，梁淑铃 Different regulations of CART peptides on firing rates and synaptic inputs of DMV neurons innervating stomach and cecum in rats. 中華民國第叁十二屆生物醫學聯合學術年會中國生理學會壁报論文競賽第叁名。 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. 国科会杰出优秀人才奖National Science Council Outstanding Researcher Award, 2011