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雞蛋IgY抗體的生產與純化研究

IgY是雞蛋蛋黃中的主要抗體，相較於以哺乳類動物生產IgG多株抗體，以雞蛋生產IgY多株抗體不但方式更為簡便、成本較低廉、產量也較為豐富，且程序也較符合人道要求。此外，由於鳥類與哺乳類動物的親緣關係較遠，IgY在醫學應用上能減少偽陽性反應的發生，因此IgY多株抗體具有基礎研究、一般檢驗、醫學診斷與治療等多方面用途的應用潛力。 在本研究中，我們一方面以小鼠的IgM免疫球蛋白為模式抗原，對雞隻進行免疫注射，以探討生產專一IgY抗體之適當條件；另一方面也發展從液態蛋黃及冷凍蛋黃中粗萃取IgY的方法；此外，我們也利用基因工程的方式，生產抗原的重組蛋白質，並將其製備成吸附管柱，以純化獲得純度、效價及專一性皆優良的IgY抗體樣品。 本研究已成功建立以雞隻生產小鼠免疫球蛋白之IgY抗體的模式，可做為以雞隻生產其他相關抗原之IgY多株抗體的參考；我們也已開發出快速、經濟、有效的IgY萃取與純化方法，除了顯著提升萃取蛋黃IgY的效率與便利性之外，更能增進IgY抗體的應用範圍。

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1. 抑制肺癌腫瘤細胞增生的新穎小分子藥物篩選及其反應機制2. 玫瑰樹鹼對肺癌細胞誘導Akt及p53核移動及生長抑制

1.本論文使用肺癌細胞株為模式，自42個化學合成有機小分子，利用細胞生長速率測試 (MTT assay)，篩選出在低濃度下可以降低細胞生長速率之藥物。其中oxazoline衍生物MZ-01-059能夠有效在5 μM下降低A549細胞的生長速率。次由細胞群落分析證實MZ-01-059可以抑制癌細胞的增生。為了確認非小細胞肺癌的生長率下降是否與細胞凋亡相關，實驗再利用propidium iodide染色後DNA，進行後流式細胞分析，觀察細胞週期變化。實驗結果顯示MZ-01-059會讓具有野生型p53之細胞株A549及H460產生細胞凋亡。其中以H460細胞株較為顯著；但對不具有p53之H1299細胞，則會停滯在S及G2/M週期。另由二維流式細胞儀分析結果，確立H460肺癌細胞主要是以晚期細胞凋亡 (late apoptosis) 方式降低細胞存活率。由西方轉漬法鑑定與細胞凋亡相關的蛋白，發現MZ-01-059處理後細胞，會活化腫瘤抑制基因p53，此外也會使pro-caspase-3以及poly ADP ribose polymerase切割；而LC3-II (microtubule-associated protein 1 light chain 3) 在A549及H1299細胞株會增加，因此推斷這兩種細胞是先以細胞自噬保護細胞，再產生細胞凋亡，證實這個藥物所引發細胞凋亡與細胞自噬相關。本論文結果也顯示MZ-01-059能夠在低濃度下誘導活化在非小細胞肺癌引發不同程度的細胞凋亡，且與p53活化有關。 2.拓樸異構酶II抑制劑玫瑰樹鹼 (ellipticine) 為具有抑制癌細胞生長的抗癌藥物，本實驗室過去研究指出藥物可經由活化p53，使人類非小細胞肺癌A549細胞株凋亡。本論文持續探討細胞生長因子Akt對於p53進入細胞核的影響，研究使用轉殖p53質體至H1299的穩定細胞株 (HW16)。但當加入外源Akt會增加ellipticine對細胞生長的抑制效應，並讓sub G1週期細胞數目上升，而Akt及p53會被共同誘導移入細胞核內，DNA修補酶PARP也受到剪切。但將AktS473位點突變後，誘導產生的細胞凋亡會被抑制；而AktT308位點突變後抑制能力則較不明顯。Ellipticine所引發的細胞凋亡也與細胞自噬的形成有關，加入Akt後細胞內LC3-I轉換成LC3-II的比例增加，但當AktS473位點突變後，所誘導的細胞自噬也會降低。因此本研究顯示ellipticine所誘導產生的細胞凋亡是與Akt及p53移動至細胞核及細胞自噬形成有關，且AktS473位點的磷酸化對於藥物引發的細胞凋亡具有重要性。

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楠梓仙溪森林土壤種子庫組成之研究

土壤種子庫為森林生態系更新之重要環節，亦是森林潛在植物社會。本研究調查臺灣亞熱帶山地雨林之楠梓仙溪森林土壤種子庫組成，配合先前進行的地被組成研究與喬木調查結果，藉以了解土壤種子庫與森林植被之關係，並探討土壤種子庫在森林更新中所扮演的角色。 在2010年2月1日至3日期間，從75個長期監測的小苗動態樣區中鑽取直徑12 cm、深度15 cm的土壤核心樣本。將樣本分成四份，分別為L1層（落葉層）、L2層（深度0-5 cm）、L3層（深度5-10 cm）及L4層（深度10-15 cm）。將每份土壤樣本均勻分散於育苗盤中以利種子萌發，種子萌發後，鑑別物種並計算數量。 截至2011年8月底為止，已萌發之種子共記錄76種植物，數量共計4,790顆，若換算成密度為5,650 m-2，而以L2層之種子密度最高，隨著深度增加種子數亦隨之減少。所萌發之種子多以不耐陰性植物為主，其中又以水麻（Debregeasia orientalis）和賊仔樹（Tetradium glabrifolium）數量最多；在地被或是林冠層占有高優勢度之樹種如長葉木薑子（Litsea acuminata）、假長葉楠（Machilus pseudolongifolia）、長尾尖葉櫧（Castanopsis cuspidata var. carlesii）等未在種子庫中發現其種子。以Motyka’s index計算樣區種子庫、地被組成與冠層樹種之相似性指數，結果發現種子庫與喬木、小苗庫的相似度較低，小苗庫與喬木的相似度較高，意指楠梓仙溪森林中種子庫所代表的潛在植物社會和現存之植被關聯度低。 根據研究結果並配合地面樣區調查及喬木資料，我們可以推論當干擾發生時，耐陰性植物會以林下小苗庫來更新，而不耐陰性植物則是以種子的方式儲藏於土壤中形成土壤種子庫，等待森林孔隙發生以進行更新。

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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

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。

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利用祖先區域重建法探討東亞群島多稜攀蜥（Japalura polygonata）之歷史生物地理學

播遷作用（dispersal）與割據作用（vicariance）是生物地理學中解釋生物分布最重要的兩種假說，而大陸型群島（continental archipelagoes）是最適合用於探討此兩種假說之島嶼類型。過去認為生物的分布大多是由割據作用所導致，然而近年來有越來越多的證據顯示，生物現今的分布其實是由播遷作用所主導。琉球群島及台灣為一列位於東亞大陸沿岸之大陸型群島，探討其上生物經歷的歷史事件將有助於我們了解大陸型群島生物相之起源。本研究旨在探討多稜攀蜥（Japalura polygonata）於琉球群島及台灣的歷史生物地理（historical biogeography），以了解影響此種生物現今分布的機制。我們使用來自27個族群的246隻個體，涵蓋了本物種所有的分布區域，並定序粒線體cytochrome b、16S ribosomal RNA、染色體Bach-1、Rag-1等一共四個片段進行親緣地理學分析。利用maximum parsimony、maximum likelihood以及Bayesian inference建構多稜攀蜥各基因型之親緣關係，並且利用BEAST、dispersal-extinction- cladogenesis model（DEC model）及statistical dispersal-vicariance analysis（S-DIVA）方法進行分析，以重建各族群之祖先地理區域及分化時間。結果顯示多稜攀蜥在各島嶼之間呈現高度的遺傳分化，總共包含八個種內的主要系群，但是與現今認定的四個亞種並不完全吻合。多稜攀蜥的共同祖先最可能起源於4.56百萬年前（上新世早期; early Pliocene）之南琉球及台灣地區，而後逐漸往北擴散至中琉球地區。DEC model分析顯示於上新世時期發生一次割據事件（3.67百萬年前）與兩次播遷事件（3.07 百萬年前），而於更新世時期發生一次割據事件及兩次播遷事件（1.32及0.47百萬年前）。而S-DIVA分析結果則與DEC model結果類似，但存在較多的播遷事件（六次播遷事件）。總結來說，我們的結果顯示整個多稜攀蜥於過去近五百萬年的歷史主張着此物種起源於南琉球及台灣地區後經歷了早期的割據事件接著經由跳島播遷（island-hopping dispersal）拓殖至此物種分布的最東北。

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體型差異與近期勝敗經驗如何共同影響動物的打鬥決策

動物的攻擊性和打鬥獲勝機率經常受到自身狀況的影響，例如體型越大的個體，其攻擊性與獲勝機率往往越高。另外，近期打鬥的獲勝/落敗結果也會提升/降低個體的攻擊性，進而提升/降低其獲勝機率(勝者/敗者效應)。由於動物的打鬥行為表現應該會同時受到各個因子的影響，因此，本研究之目的為瞭解體型與近期勝敗經驗如何共同影響動物的打鬥決策，以及此二因子分別是對哪些行為造成影響，進而影響打鬥結果。本研究使用3×4之二因子實驗設計(共12種處理)，包含三種體型差距處理(體長0~1公厘差異、1~2公厘差異及2~3公厘差異)以及四種經驗差異處理(打鬥者雙方皆無近期勝敗經驗；較大個體無經驗，較小個體具獲勝經驗；較大個體具落敗經驗，較小個體無經驗；較大個體具落敗經驗，較小個體具獲勝經驗)，並以Kryptolebias marmoratus，一種紅樹林鱂魚為實驗動物。實驗結果顯示：(1)體型與勝敗經驗影響不同激烈程度打鬥之結果，打鬥經驗影響低激烈程度打鬥(無纏鬥)的勝敗結果，體型則影響高激烈程度打鬥(纏鬥)之勝敗結果；(2)當打鬥雙方皆無近期打鬥經驗時，體長較大的個體之獲勝機率顯著較高；(3)當打鬥雙方體長差異為0~1公厘時，有落敗經驗個體之獲勝機率顯著低於具獲勝經驗的對手；(4)體型與打鬥經驗以累加方式影響動物的打鬥結果：當具落敗經驗個體與體型相當或較自己小1~2公厘的無經驗對手打鬥時，其獲勝機率有低於0.5之趨勢，但若其體型較對手來的大(2~3公厘)時，其獲勝機率則可提升至0.5，顯示落敗經驗對此魚打鬥時所造成的負面影響，可以被2~3公厘之體長優勢所彌補。總結而言，體型與打鬥經驗皆會影響K. marmoratus之打鬥行為，且此二者之影響具累加性。此外，體型與打鬥經驗分別影響高、低激烈程度打鬥之結果，可能是因為體型影響個體之實際打鬥能力，而打鬥經驗雖然影響個體之打鬥意願卻並未改變個體之實際打鬥能力，因此一旦打鬥雙方皆有較高之打鬥意願而進入互相纏鬥階段時，打鬥經驗對勝負結果的影響減弱，體型大小反而成為重要的影響因子。

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高中生社會性科學議題之道德判斷初探

本研究將社會性科學議題導入高中基礎生物教學中，藉此探討高一學生在進行議題教學前後，是否會影響學生在面對相同的道德陳述句時，道德判斷上會有所差異，並且，不同的學生特質，是否會在不同的陳述句內容或結構，在道德判斷上有所差異。研究對象為新北市內一所公立高中，有效樣本為159人。由於道德判斷具有強烈主觀性，本研究採用Q方法來檢測學生的道德判斷，利用自行編製之Q樣本施測之，這些Q樣本被設計為單一陳述句，陳述句加結果，陳述句加結果加影響等三種類型，其內容包括基因轉殖、入侵外來種與環境汙染等議題。 　　研究結果為：一、受試者在教學前後面對單一陳述句，與提及技術、結果與造成影響之陳述句之道德判斷上會有差異，並且教學後之道德判斷會向中立道德遷移。二、受試者在陳述句內容為入侵外來種與環境汙染前後測之道德判斷會有差異。三、不同性別的學生在後測中做單一陳述句的道德判斷時有顯著差異。四、不同性別的學生在後測中於環境汙染陳述句做道德判斷時有顯著差異。五、不同類組傾向學生之道德判斷在不同結構的陳述句與不同內容的陳述句間皆無顯著差異。最後，探討教學前後道德判斷改變的原因。利用因素分析將前後測Q分類之道德判斷差異結果萃取出五個因素，並利用晤談的方式分別命名為不主動改變主張、延遲判斷、無法決定、本質判斷、外部控制等。

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福山植物園遊客申請、入園與氣候因子間關係之探討

近年來氣候變遷和生物物候學的研究廣受注目。有諸多研究顯示氣候變遷對物候的影響深遠，氣候變遷也可能影響到人類的活動，包括休閒旅遊。國外已有不少這方面的研究，但目前國內在這方面的研究仍在起步階段。本研究以福山植物園作為對象，分析比較2003-2011每日申請入園人數、核准人數和實際入園人數並分析它們和氣候及時段等因子之間的關係。結果顯示，暑假和周休二日平均申請人數都遠比平日要來的高，但平均實際入園率卻未必較高，即假日時段雖然會增加民眾申請入園的意願但不會增加實際入園率。舒適度變化方面，寒冷和炎熱天氣之平均入園率均偏低，「易中暑」的入園率為0.74，顯著低於「舒適」的入園率0.78。降雨日入園率為0.74，顯著低於無雨日的0.78，且隨著降雨量越大，入園率也有著越來越低的趨勢。颱風警報期間平均入園率為0.55，明顯低於無颱風的0.76，且颱風警報結束之後?天，平均入園率依然顯著低於無颱風時，同時也會隨著颱風強度增強而降低。宜蘭1980-2011年間呈現均溫上升以及降雨天數減少的趨勢，和台灣整體趨勢相符，超高溫(舒適度為易中暑)天氣和強降雨等極端氣候以及颱風數量若持續增加，對於實際造訪福山植物園的人數可能有很大影響，或許在未來也會對福山積極推廣的環境教育產生較不利的影響。

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台灣中部山區森林林木多樣性與林分結構在海拔上的變化趨勢

生物多樣性、森林內林木的結構與葉面積指數等乃是森林生態研究上的重要參數，隨著森林生態研究尺度逐漸擴大，生態學者進一步比較不同緯度或海拔梯度森林之上述各參數所產生的變化與造成的機制。此類研究早期多在中南美洲等熱帶地區或生物多樣性熱點進行，且生物多樣性、生物量累積、樹冠高度、葉面積指數等在大部分的研究都顯示出統一的趨勢，即隨海拔高度而逐漸下降。由於台灣目前少有在海拔梯度上的比較，本研究於台灣中部尋找未受擾動的原生林或次生天然林進行調查，調查記錄樣區內所有高於1.3 m、胸高直徑(DBH)大於1 cm的林木之樹種、樹高與胸高直徑。生物多樣性以豐富度表示，研究並利用二種方法估算估算生物量。此外亦整理有關各個樣區之氣候背景資料，包括歷年之各月平均降雨量、年均溫、蒸發散量與颱風擾動的資料等，並嘗試利用上述資料來解釋生物多樣性、生物量、樹冠高度和葉面積指數在海拔梯度上的趨勢。研究結果顯示生物多樣性隨海拔梯度下降且主要應受到溫度的影響。生物量與樹高皆有隨海拔梯度而增加的趨勢，本研究推測(1)水份（隨海拔上升而增加） (2)颱風擾動（隨海拔而減弱） 可能為主要造成此特殊趨勢之機制。葉面積指數在海拔梯度上呈現駝峰狀，於中海拔最高而在低海拔最低，前人推論該趨勢可能與低海拔冬季時有乾旱有關，然而統2 計結果無法支持該項推論；而上述影響冠層高度與生物量累積之颱風擾動或許亦可適用於解釋葉面積指數在海拔梯度上的變化趨勢。

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以amyloid-β 聚集為目標的阿茲海默氏症治療策略

阿茲海默氏症是最常見的老年癡呆症，主要臨床症狀包括Aβ胜肽聚集而成的細胞外澱粉樣蛋白斑與tau蛋白形成的細胞內神經纖維糾結。Aβ胜肽與tau蛋白的聚集往往是基於β-結構互相堆疊而形成。由於藉由破壞蛋白之間的氫鍵可能抑制蛋白聚集，故可能可以從吲哚、多酚類及其衍生物和中藥材篩選出潛在的Aβ胜肽聚集抑制劑。為了達成以上目的，本實驗利用thioflavin T分析法篩選人工合成之化合物。此外，於細胞層面上將Aβ42胜肽與GFP螢光蛋白的N端融合，用於反映Aβ42聚集之程度，並建立於SH-SY5Y細胞和293細胞中，篩選出Tet-On SH-SY5Y細胞與Tet-On 293細胞。Tet-On 293細胞被用來測試植物萃取物與天然或人工合成化合物，藉由綠色螢光訊號區別可延緩或抑制Aβ42聚集之抑制劑。本實驗使用Tet-On 293阿茲海默氏症細胞模式於高通量分析系統，並結合自動顯微鏡與圖像分析自動測試化合物的有效濃度。本實驗分析出10種植物萃取物與人工合成化合物，能提升Aβ42-GFP綠螢光之訊號，其中NTNU-043、NTNU-057、NTNU-059、NTNU-071、NC009-1以及NC009-2等較具潛力，能增加Hsp27蛋白表現，幫助抑制Aβ42聚集。