發現腦中與學習相關基因 長庚大學研究登上國際期刊

2021-10-14 16:03 文教

【本報記者鍾春蘭桃園報導】長庚大學生物醫學系黃國正副教授研究團隊,利用基因圖譜(genetic map-ping)方式篩選出與腦神經新生相關基因 Fst,並闡釋其在學習行為與神經生理中的重要性,為腦神經的學習機制提供了開創性的科學資料,今年9月躍上國際知名期刊「美國國家科學院院刊」(簡稱PNAS)

 

黃國正老師指出,學習與海馬迴腦神經新生一直是神經科學中非常有趣且重要的議題。由於海馬迴腦區已經證實在學習與焦慮中扮演關鍵角色,他與美國UCLA遺傳學教授 Jonathan Flint共組的研究團隊,透過測試一連串的動物行為,發現剔除小鼠的Fst基因後,學習行為表現較差,且在神經傳導電生理的反應上也明顯受損。

 

接著再利用RNA定序,找到最可能的關鍵下游基因Asic4,用組織學和表觀遺傳學建立Fst Asic4之間的關聯性,發現被剔除Fst基因的小鼠,再植入Asic4基因後,學習行為與電生理反應皆得到部分的補償修復。

 

最後,研究團隊試著回答,正常小鼠海馬迴中大量表現Fst基因是否能讓學習變好?實驗結果顯示,年老的小鼠學習與認知行為上,確實有表現出較好的趨勢,而且在神經電生理的反應與腦神經新生上都比控制組來的佳,證實Fst基因在海馬迴中的功能和重要性,這份突破性的發現,將有助於深化未來腦神經學習機制相關研究。

 

黃國正老師表示,這項研究最困難的部分在於運用多樣的實驗技術,執行上並不容易。文章第一作者是長庚大學生物醫學研究所陳昱儒博士生,是從大學部經由學碩五年一貫直升博士班。研究實驗經費由科技部與長庚醫院提供,同時還要感謝生醫系譚賢明老師實驗室、長庚大學分子醫學中心基因體核心實驗室、與中研院電生理核心實驗室的技術支援。

長庚大學黃國正副教授(圖右)與陳昱儒博士生(圖左)這次研究運用多種實驗技術,圖中的水迷宮實驗是其中之一。

長庚大學黃國正副教授與研究團隊發現腦中與學習相關基因 研究成果登上國際期刊PNAS。