洪君琳副教授學術分享:以斑馬魚側線毛細胞為動物模式,探討耳毒性藥物以及胞外環境對於聽覺毛細胞的影響

洪君琳副教授目前擔任解剖暨細胞生物學科專任教師,並且兼任研究發展處斑馬魚模式核心實驗室主任。近年研究主要利用斑馬魚側線毛細胞來當作研究人類內耳聽覺毛細胞的動物模式。(編按)

人類內耳負責維持平衡與聽覺功能,內耳位於顳骨裡面,具有毛細胞負責啟動聽覺的感測機制,毛細胞有著特殊的型態可感測機械性刺激,然而毛細胞位處頭顱骨內結構複雜解剖不易,型態特殊且數量少不易觀察,因此國際上有越來越多的研究學者,以斑馬魚側線毛細胞為動物模式,來研究毛細胞的調節機制。

斑馬魚除了跟哺乳類動物非常相似的內耳構造之外,還有側線系統表現在體表。側線是用來偵測微細的水流變化,由數個神經丘所組成,每個神經丘約有15個毛細胞集結在中央所組成。無論在生理功能、顯微型態構造、細胞功能反應以及相關調節基因各方面,都與哺乳類動物非常類似,且側線位於體表具有容易觀察操作等優點,使斑馬魚成為研究毛細胞有利的工具。【右圖:洪君琳副主任(右)與學生在核心實驗室合影】

在我們近年的研究發現,化療藥物順鉑(cisplatin)以及應用在抑菌產品的奈米銀及奈米銅,都會對毛細胞造成傷害,在高濃度下會降低毛細胞數目,在低濃度下則是抑制毛細胞上機械性傳導通道(MET channel)的功能(Aquat Toxicol (2019) 215, 105273; Aquatic toxicology(2019) 209, 168-177.)。在對於MET channel基礎功能研究方面,我們發現毛細胞上表現鈣離子感應接收器(CaSR)來調節MET channel的功能(Frontier Physiology (2018) 9, 6492018),以及胞外環境的酸化對於毛細胞功能有很大的傷害(Aquat Toxicol (2019) 217, 105351)。正在進行的研究則是探討氨以及抗癲癇藥物對於毛細胞的傷害,並且發展聽力保護對策。

斑馬魚,是一種熱帶淡水魚,在科學研究中是一種重要且被廣泛使用的脊椎動物模式生物。3~4個月大的斑馬魚具有繁殖能力,實驗室魚房早上9點開燈後,公魚跟母魚會追尾,之後會產生受精卵。由於是體外受精,且胚胎透明,可以很容易的觀察發育過程。斑馬魚約在受精後48小時發育完成,48~72小時會孵化。斑馬魚資訊網站( http://zfin.org/ & https://sites.google.com/site/twzebrafish/)提供了最新的斑馬魚研究資訊。在PubMed搜尋引擎上也可以找到文獻,將斑馬魚應用在發育生物學、腫瘤學、毒理學、神經科學、環境科學、再生醫學等領域。【左圖:本校核心實驗室的斑馬魚】

在斑馬魚核心實驗室的運作方面,我們近3年來服務了近15個實驗室,使用人次近600人次,核心實驗室配備飼養斑馬魚的魚架,還有可以進行顯微注射系統,也有簡易的解剖顯微鏡照相系統。在過去的服務當中我們提供斑馬魚胚胎以及成魚,協助過藥理學、毒理學實驗,建立癌細胞異體移植模式等,也教學簡易基礎斑馬魚操作並提供簡易藥品。歡迎有興趣的同仁跟我們聯絡,聯絡窗口:洪君琳主任,分機3267,e-mail:jlhorng@tmu.edu.tw;于清華助理,分機2681,e-mail:40243105s@gmail.com。(文/洪君琳,解剖學暨細胞生物學科副教授、斑馬魚模式核心服務實驗室主任)【下圖:斑馬魚的胚胎發育快速(2天),魚身透明,是觀察器官的好幫手】

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