研究主题共可分成三大部份

1、 研究主題共可分成三大部份: I. 麩月安酸鹽受器與視前區性別分化之角色探討 II. 生殖內分泌與老化 III. 敗血症心臟與肝臟衰竭之病理機制探討 I. 麩月安酸鹽受器與視前區性別分化之角色探討 近五年之重要研究成果摘要 在調控生殖內分泌功能中扮演重要角色的下視丘視前區 (preoptic area; POA)為具有性別差異性的核區, 且此核區為麩月安酸鹽經由N-甲基天門冬月安酸鹽受器(N-methyl-D-aspartate receptor; NMDA receptor) 作用的主要部位。本實驗室以前的研究結果顯示初生大花鼠投與較高劑量的麩月安酸鹽後, 導至視前區組織受損程度、血中性類固

2、醇濃度下降、及生殖行為的減低皆呈現雄鼠較雌鼠嚴重的現象。且雌鼠生殖行為呈可逆性的減低, 而雄鼠則是不可逆性的下降(Physiol Behav. 50: 873-880, 1991). 1993年, 我們利用麩月安酸鹽處理雌鼠的動物模式, 證明了NMDA可經由促進GnRH之分泌而促進雌鼠的性接納能力(Acta Endocr. 128: 385-388, 1993)。接著我們更進一步證實麩月安酸鹽造成雄鼠生殖功能不可逆性的受損，可能導因於POA中性別差異性神經核 (SDN-POA)顯著縐縮(pyknosis) 及神經原密度減少之故，雌鼠則無此形態上的變化 (Dev Neurosci 19: 342

3、-347, 1997)。因此，我們想進一步探討為何麩月安酸鹽對於雄鼠POA具有較強的神經毒性? 結果我們接著發現初生雄鼠視前區中NMDA receptor的蛋白質表現較雌鼠為多，且神經原在接受麩月安酸鹽的刺激之後，細胞內鈣離子上升程度及LDH釋出量皆呈現雄鼠神經原較雌鼠為多的現象，因此我們認為NMDA receptor表現量的差異 可能是導致麩月安酸鹽性別差異性神經毒性的主要原因 (Neurosci Lett 262: 85-88, 1999)。而初生期間POA中NMDA receptor的性別差異性表現，以生理學的觀點來看，很有可能與性別分化關係密切。因此，我們利用NMDA receptor

4、的拮抗劑阻斷內源性麩月安酸鹽作用，結果發現雄鼠出生前的雄性素高峰也被阻斷了，而出生後POA的神經細胞凋亡現象則顯著增加且伴隨著Bcl-2的表現減少。因此，我們認為NMDA receptor的性別差異性表現可能經由影響雄性素或Bcl-2，進而調控神經原的凋亡程度，因此在 POA的性別分化上可能扮演不可或缺的角色。至於，NMDA receptor為何會有性別差異性的表現及是否受到雄性素高峰的影響，則是我們正在探討的主題。參與計畫:1. 麩胺酸鹽對於視前區性別差異性神經核的神精毒性(中美和文教基金會) 84/07/01-85/06/312. 麩胺酸鹽造成大花鼠視前區性別差異性神經毒性的機制探討NSC

5、-87-2314-B -037-093(國科會)86/08/01-87/07/313. 麩胺酸鹽對於視前區性別差異型神經核性別分化之角色探討NSC-88-2314 -B037-063(國科會)87/08/01-88/07/314. 出生前睪固酮暴露對於視前區N-甲基天門冬安酸鹽受器性別差異性表現之 影響NSC-89-2320-B-037-018 (國科會)88/08/01-89/07/31已發表論文:1. Sun YM, Hsu HK, Lue SI, Peng MT: Sex-specific impairment in sexual and ingestive behaviors of m

6、onosodium glutamate-treated rats. Physiol Behav. 50: 873-880, 19912. Yang SL, Hsu C, Chang HC, Hsu HK: The effect of monosodium L-glutamate (MSG) treatment during neonatal period on the pineal function in young female rats. Kaohsiung J Med Sci. 8(8): 417-423, 19923. Hsu C, Lee JN, Ho ML, Cheng BH, L

7、i PHS, Yu YLJ: The facilitatory effect of N-methyl-D-aspartate on sexual receptivity in female rats through GnRH release. Acta Endocr. 128: 385-388, 19934. Hsieh YL, Hsu C, Lue SI, Hsu HK, Peng MT: The neonatal neurotoxicity of monosodium L-glutamate on the sexually dimorphic nucleus of the preoptic

8、 area in rats. Dev Neurosci 19: 342-347, 1997 (SCI)計畫編號:NSC-83-0412-B-037-305. Hsu C, Hsieh YL, Lue SI, Hsu HK: Sex-specific expression of N-methyl D-aspartate receptor (NMDAR) in the preoptic area of neonatal rats. Neurosci Lett 262: 85-88, 1999 (SCI) 計劃編號: NSC-87-2314-B037-0936. Hsu C, Hsieh YL, Y

9、ang RC, Hsu HK: Blockage of NMDA receptor decreased the testosterone level and enhanced the postnatal neuronal apoptosis in the POA of male rat. Neuroendocrinology (revised).7. Hsieh YL, Shih HC, Hsu HK, Hsu C: Effect of perinatal testosterone exposure on the sexual dimorphism of neonatal NMDA recep

10、tor expression in the POA of rats. (整理中)II. 生殖內分泌與老化近五年之重要研究成果摘要 老化過程中與調控神經生殖內分泌相關之核區有神經細胞數減損的現象。特別的是，有些核區例如: MPOA, AHA, ARN等在年老雌鼠顯著減損，而在雄鼠則無明顯變化。因此三個核區剛好都是雌二醇集中的區域，因此我們採用雌二醇長期投與的方式，結果發現雌二醇長期累積性的衝激確實可以導致神經原損傷，且對於雄鼠的影響則可以模擬雌鼠老化過程的神經原減損。然而，出生後十週將卵巢切除卻無法預防年老雌鼠的神經原減損 (Acta Endocrinologica 129: 543-547,

11、1993)。 我們進一步探討雌二醇對於MPOA核區內SDN-POA及周圍區之影響，結果發現老化過程中，雄鼠僅在SDN-POA有神經原縐縮比例增加的現象，而雌鼠SDN-POA及周圍區均有顯著的神經原減損。長期雌二醇投與造成雄鼠SDN-POA神經原減損更形嚴重，對於雌鼠則無顯著影響，而出生後十週卵巢切除雌鼠SDN-POA之神經原減損卻較同年齡完整雌鼠更為嚴重。此結果顯示，在老化過程中神經原減損之調控雌二醇的確扮演重要角色 (Gerontology 42: 18-24, 1996)。此外，正常老化過程中，僅雌鼠的神經細胞核體積呈皺縮現象，而長期雌二醇則對雄鼠 ARN,non-SDN-POA及雌鼠 A

12、RN, SDN-POA及non-SDN-POA有顯著的擴大作用。而卵巢切除不但可預防此擴大作用且造成神經細胞核體積較同年齡之完整雌鼠更小。可見，長期生理濃度的雌二醇具有擴大神經細胞核體積之作用，而此作用正好可以解釋雌鼠神經細胞核體積大於雄鼠之現象。至於，老化過程中僅雌鼠神經細胞核體積縐縮可能是內在老化過程的影響而非雌二醇的長期效應 (Gerontology 44: 140-143, 1998)。 至於出生後十週卵巢切除無法預防年老雌鼠的神經原減損可能與出生前後睪固酮的暴露關係密切。因此，我們從懷孕第20至22天給予母鼠注射睪固酮，並待胎鼠出生後再持續(出生第1至第10)給予注射睪固酮。結果發現

13、，此種出生前後給予雌胎鼠雄性化的過程可以預防雌鼠老化過程的神經原減損，所以出生前後的睪固酮暴露似乎可以計畫MPOA老化過程所呈現性別差異性的神經原減損 (Gerontology 整理中) 。參與計畫:1. 年老雄鼠性行為衰退原因之探討(一) 長期睪丸素酮濃度影響NSC-72-0412-B-037-042. 年老雄鼠性行為衰退原因之探討(二) 中樞神經系統神經傳遞物質之變化NSC-74-0412-B-037-063. 雌性素神經傷害性作用與下視丘神經細胞損失之關係 (一)NSC-76-0412-B-037-074. 雌性素神經傷害性作用與下視丘神經細胞損失之關係 (二)NSC-77-0412-B

14、-037-165. Long-term effect of physiological concentration of estradiol on the neuronal nuclear volume in the hypothalamus (中美和文教基金會) 83/07/01-/84/06/316. 大白鼠下視丘之年老相關神經原損減型核區中細胞凋亡情形及異構型蛋白激 每A, C 之表現NSC-87-0412-B-047 (國科會) 86/07/0187/07/31已發表論文:1. Hsu HK, Hsu C, Yu JohnYL, Peng MT: Effects of long-ter

15、m testosterone replacement on copulatory activity in old male rats. Gerontology 32: 10-17, 19862. Ho ML, Hsu HK, Young FJ, Hsu C, Peng MT: Improvement of sexual behavior in aged rats by p-Chlorophenylalanine and methysergide. Kaohsiung J Med Sci. 8(7): 342-348, 19923. Yang SL, Hsu C, Hsu HK, Liu KM,

16、 Peng MT: Effects of long-term estradiol exposure on the hypothalamic neuron number. Acta Endocrinol. 129: 543-547, 1993.(SCI)計畫編號:NSC-77-0412-B-0370-164. Hsieh YL, Hsu C, Yang SL, Hsu HK, Peng MT: Estradiol modulation of neuron loss in the medial division of medial preoptic nucleus in rats during a

17、ging. Gerontology 42:18-24,1996.(SCI)計畫編號:NSC-77-0412-B-037-0165. Hsu C, Yang SL, Hsieh YL, Hsu HK, Peng MT: Enlarging effects of estradiol on the nuclear volume of neurons in the hypothalamus during aging. Gerontology 44: 140-143, 19986. Chang HC, Lue SI, Hsu C, Hsu HK, Weng CF, Yu John YL: Effects

18、 of Chinese herbal prescriptions on copulatory activity in aged male rats: A preliminary study. Am J Chinese Med. XXVI (1): 83-90, 19987. Hsu C, Hsieh YL, Lue SI, Hsu HK, Peng MT: Perinatal androgenization prevents the age-related neuron loss in sex-dimorphic nucleus of the preoptic area of female r

19、ats. (整理中) III. 敗血症心臟與肝臟衰竭之病理機制探討 近五年之重要研究成究摘要: 敗血症一直是加護中心病人的主要死因， 由於不論內毒素或細菌引起的敗血症， 其致命的主因在於多重器官的功能衰竭(multiple organs functional failure)，尤其是心臟與肝臟的功能失調。腹膜炎造成的敗血症，會引起早期心臟動力過高(hyperdynamic)及肝臟糖類代謝失調而引起高血糖(hyperglycemia); 晚期則是心臟動力過低(hypodynamic)導致心臟衰竭(cardiac failure)及無法補救的血糖過低(hypoglycemia)現象。因此，敗血症病

20、理機制的探討與治療方法的研發乃當務之急。 近五年內，申請單位針對敗血症時心臟及肝臟蛋白激 每 (PKA, PKC, CaM kinase)變化與病理機制的相關性進行了一系列的探討。 有關心臟部分，我們的已有的研究結果顯示: (1) 敗血症晚期type I PKA活性的顯著上升可能與adrenergic receptor內翻(internalization)及心臟動力過低的病理機制密切相關 (結果發表於Shock 8(1): 68-72, 1997); (2) 生理情況下心臟不同區域PKA之活性分佈亦不同。敗血症情況下，早期右心房及結律點的type II PKA被活化, 而晚期則是心室中隔typ

21、e I PKA被活化， 此種心臟特殊區域不同型PKA被活化的現象，可能是造成敗血症不同時期心臟動力變化不同的原因 (發表於J Surg Res.71: 161-165, 1997); (3) 敗血症早期PKC活性上升，可能經由磷酸化phospholamban及ryanodine recetor而促進了細胞內Ca2+ recycling的速率，因此導致敗血症早期心臟hyperdynamic的現象 (Shock 9(3): 199-203, 1998); (4) 有關敗血症時CaM kinase的動力變化，一部分已完成，一部分正進一步深入探討中。至於肝臟部分,我們已有的研究結果顯示: (1) 敗血

22、症早期PKA活性不變而晚期活性顯著下降 (Shock, submitted); (2) PKC的活性也是在敗血症晚期顯著下降, 可能因此減少了肝醣分解，導致敗血症晚期的血糖過低現象 (Mol Cell Biochem.181: 181-189, 1998); (3) CaM kinase的活性則在敗血症早期有顯著上升的情形產生 (整理投稿中)。 由於PKC受抑制時會引發大白鼠肝細胞的凋亡程序, 因此, 我們目前正針對肝臟衰竭的病理機制進一步繼續探討: (1) 敗血症過程中是否及何時會發生肝細胞凋亡現象? (2) 何種特殊的PKC isoform與肝細胞凋亡最為相關? (3) PKC參與或調控在

23、肝細胞凋亡的那一個階段? 因PKC所調控的磷酸化反應, 可受各種藥物的調節，因此我們的研究成果,應可提供一個以修飾特殊同型PKC以減少肝細胞死亡的方法來有效預防敗血症時肝臟衰竭及細胞功能失調的生化基礎。參與計畫:1. 敗血性休克中蛋白激 每A的探討NSC-80-0412-B-037-28(國科會)79/08/01-81/022. 敗血症時大白鼠肝中鈣磷脂-蛋白激 每之動力探討 NSC-82-0412-B-037-038(國科會) 81/08/01-82/07/313. 敗血症不同時期肝臟蛋白激 每M之活性變化NSC-83-0412-B-037-30 (國科會)83/02/01-84/07/31

24、4. 敗血症兩種不同血液動力期心臟蛋白激 每C及M之探討 NSC-84-0412-B-037-043(國科會)84/08/01-85/07/315. 敗血症晚期大白鼠肝臟蛋白激 每 C 的表現, 活性及分佈情形之探討NSC- 89-2320-B-037-037 (國科會)88/08/01-89/07/31已發表論文:1. Hsu C, Yang SL, Hsu SP, Hsu HK, Liu MS: Differential activation of protein kinase A in various regions of myocardiumduring sepsis. J Surg Res. 71: 161-165, 19972