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吳嘉霖

吳嘉霖

職稱副教授

研究室名稱學習與記憶研究室

最高學歷:博士

學校/國家清華大學/台灣

分機號碼:5159

電子郵件帳號clwu@mail.cgu.edu.tw

個人網頁網址:http://clwu88.wix.com/chialinwu-lab

研究室現有: 博士後研究員 0

博士班研究生  1

碩士班研究生 4

專任研究助理 2

大學部專題生 4

Update2016/11/18

研究方向研究室特色

學習與記憶是神經系統中最複雜的活動,大腦如何將單純的事件經由學習建立關聯,並將之轉換成為記憶儲存,自古以來一直是神經生物學家們想要瞭解的重要課題。 我們研究室利用果蠅大腦組織免疫染色搭配共軛焦顯微鏡技術觀察果蠅大腦內神經分子的變化情形,試圖了解協與記憶過程中大腦的分子變化情形。另外利用動物行為學分析,觀察特定基因突變或特定神經細胞的神經活性改變是否影響果蠅學習與記憶能力。我們先給予果蠅聞某一特定的氣味A並同時給予電擊,之後再給予果蠅第二種氣味B但不給電擊,此過程稱之為訓練。正常的果蠅能夠將第一種氣味與電擊事件產生關連性學習,之後在行為測試的時候,同時給予果蠅兩種氣味但不給任何電擊,有記憶能力的果蠅便會毫不猶豫的躲避氣味 A,選擇氣味 B,在過去的研究發現,果蠅腦中一個稱為蕈狀體 (mushroom body) 的神經結構負責學習與記憶,蕈狀體是一個果蠅腦內的對稱結構,每半邊大腦由大約2500顆左右的Kenyon cells 所組成,Kenyon cells 將他們的神經纖維延伸出去形成各種不同的蕈杯(Lobes) 結構,我們可以根據蕈杯的結構,將其分成 αα'ββ' γ等五個區域。之前的研究也顯示氣味與電極的神經訊號最後接匯集至蕈狀體,另外,阻斷蕈狀體的神經傳導物質輸出會破壞果蠅的中期記憶(Intermediate-Term Memory, ITM),其包含了昏迷敏感性記憶(Anesthesia-Sensitive Memory, ASM)以及抗昏迷記憶(Anesthesia-Resistant Memory, ARM)

     我們最近的研究成果發現兩對特殊的蕈狀體外源神經細胞Anterior Paired Lateral (APL neurons)Dorsal Paired Medial (DPM neurons)存在著縫隙連接(Gap junctions),利用遺傳學方式阻斷此縫隙連接的形成會破壞昏迷敏感性記憶但絲毫不影響學習能力以及抗昏迷記憶,然而,到目前為止神經生物學家對於抗昏迷記憶的形成機制以及其相對應神經網路的研究仍然不清楚。我們的研究結果顯示,當阻斷 APL neurons的神經傳導物質,在果蠅嗅覺學習之後的記憶固化階段,會造成抗昏迷記憶的缺損。另一方面,利用RNA 干擾技術(RNA interference)去抑制APL的奧克巴胺(Octopamine)[結構類似於人類的正腎上腺素(Norepinephrine)]的合成也同樣會破壞抗昏迷記憶。由於APL的軸突(Axon)進入果蠅腦中蕈狀體α'β'區域,因此我們推測會有特定種類的奧克巴胺接受器在蕈狀體α'β'區域內扮演著接收 APL 釋放的奧克巴胺分子。我們也進一步發現當破壞蕈狀體內特定的奧克巴胺接受器(Octβ2R),則果蠅抗昏迷記憶便會產生缺陷。由於抗昏迷記憶是一種可以長時間存在的固化型記憶(Consolidated memory),我們實驗室目前的工作是進一步去研究果蠅抗昏迷記憶的形成分子機制以及負責抗昏迷記憶的神經迴路。圖說:果蠅大腦內APLDPM及蕈狀體(mushroom body)結構。(A)(B),利用遺傳操作方式分別表現綠色螢光蛋白在果蠅腦中單一顆APL神經細胞(A)DPM神經細胞(B),雖然APLDPM的神經元位在蕈狀體外,但其神經纖維伸入並且分佈在整個蕈狀體結構。(C) 果蠅半邊大腦之蕈狀體結構,由大約2500Kenyon cells所組成,Kenyon cells的神經元分布於Calyx周圍並且將神經纖維延伸出去形成Peduncle,最終匯集成各種不同的蕈杯(lobes)結構。我們可以根據蕈杯的結構及分布,將其分成αα'ββ' γ 等五個區域。蕈狀體為果蠅大腦學習與記憶中樞,過往的研究已證實許多與果蠅學習與記憶相關分子均表現在蕈狀體內。Scale bar 20μm

最近五年所發表論文:

1. Yang CH, Shih MF, Chang CC, Chiang MH, Shih HW, Tsai YL, Chiang AS, Fu TF, Wu CL* (2016, May). Additive expression of consolidated memory through Drosophila mushroom body subsets. PLOS Genetics. 12(5): e1006061 (SCI, 14/167 in GENETICS & HEREDITY) (*corresponding author)

2. Wu CL*, Fu TF, Chiang MH, Chang YW, Her JL, Wu T (2016, May). Magnetoreception regulates male courtship activity in Drosophila. PLOS One. 11(5): e0155942 (SCI, 9/57 in MULTIDISCIPLINARY SCIENCES)(*corresponding author)    

3. Shih HW#, Wu CL#*, Chang SW, Liu TH, Lai SY, Fu TF, Fu CC, Chiang AS* (2015, Jul). Parallel circuits control temperature preference in Drosophila during aging. Nature Communications, 6: 7775; DOI: 10.1038/ncomms8775 (3/57, MULTIDISCIPLINARY SCIENCES)(#co-first authors, *co-corresponding authors).

4. Kuo SY#, Wu CL#, Hsieh MY, Lin CT, Wen RK, Chen LC, Chen YH, Yu YW, Wang HD, Su YJ, Lin CJ, Yang CY, Guan HY, Wang PY, Lan TH, Fu TF (2015, Jun). PPL2ab neurons restore sexual responses in aged Drosophila males through dopamine. Nature Communications, 6: 7490; DOI: 10.1038/ncomms8490. (SCI, 3/57, MULTIDISCIPLINARY SCIENCES)(# co-first authors).

5. Wu CL*, Fu TF, Chou YY, Yeh SR (2015, Mar). A single pair of neurons modulates egg-laying decisions in Drosophila. PLOS One, 10(3): e0121335. (SCI, 9/57, MULTIDISCIPLINARY SCIENCES) (*corresponding author).

6. Wu CL, Shih MF M, Lee PT, Chiang AS (2013, Dec). An octopamine-mushroom body circuit modulates the formation of anesthesia-resistant memory in Drosophila. Current Biology, 23: 2346-2354. (SCI, 15/290, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY).

7. Wu TH, Lu YN, Chuang CL, Wu CL, Chiang AS, Krantz DE, Chang HY (2013, Mar). Loss of vesicular dopamine release precedes tauopathy in degenerative dopaminergic neurons in a Drosophila model expressing human tau. Acta Neuropathologica, 125: 711-725 (SCI, 4/192, CLINICAL NEUROLOGY).

8. Kuo SY, Tu CH, Hsu YT, Wang HD, Wen RK, Lin CT, Wu CL, Huang YT, Huang GS, Lan TH, Fu TF (2012, Dec). A hormone receptor-based transactivator bridges different binary systems to precisely control spatial-temporal gene expression in Drosophila. PLOS One, 7(12): e50855. (9/57, MULTIDISCIPLINARY SCIENCES).

9. Chen CC, Wu JK, Lin HW, Pai TP, Fu TF, Wu CL, Tully T, Chiang AS (2012, Feb). Visualizing long-term memory formation in two neurons of Drosophila brain. Science, 335: 678-685. (SCI, 2/57, MULTIDISCIPLINARY SCIENCES).

10.   Wu CL, Shih MF M, Lai J SY, Yang HT, Turner CG, Chen L, Chiang AS (2011, May). Heterotypic gap junctions between two neurons in the Drosophila brain are critical for memory. Current Biology, 21: 848-854. (SCI, 15/290, BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY).

11. Chang YC, Hung WZ, Chang YC, Chang HC, Wu CL, Chiang AS, Jackson GR, Sang TK (2011, Feb). Pathogenic VCP/TER94 alleles are dominant actives and contribute to neurodegeneration by altering cellular ATP level in a Drosophila IBMPFD model. PLOS Genetics, 7(2): e1001288. (SCI, 14/167, GENETICS & HEREDITY).

         

 

 

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