神經生理研究室

主持人:張芳嘉 教授

人事現況: 碩士班: 黃子容、王姿雯

          博士班: 蕭逸澤、方淳瀅

            碩士班畢業學生: 呂瑾瑜、張涵涵、陳盈如、徐莉寧、李佳玲、馬承佑、高儀楓

博士班畢業學生: 鄭穹翔

研究助理: 蔡逸峰、呂瑾瑜

簡介:

研究工作主要包括:

(一)、大麻主成分 cannabidiol (CBD) 改善焦慮症以及焦慮引發之睡眠障礙之作用

(二)、針灸『安眠穴』促進睡眠之生理機制探討

(三)、黃芩苷對正常大鼠睡眠造成的雙相作用之探討

(四)、TNF-NF-κB訊息傳遞路徑在帕金森氏症引發之睡眠障礙中所扮演的角色


(一)、大麻主成分 cannabidiol (CBD) 改善焦慮症以及焦慮引發之睡眠障礙之作用

Effect of Cannabidiol on Sleep Disruption Induced by the Repeated Combination Tests consisting of Open Field and Elevated Plus-maze in Rats. [Neuropharmacology 2012; 62: 373-384]:

快速動眼期睡眠失調和失眠常是患有創傷後壓力症候群病人所出現的症狀。Cannabidiol (CBD)是種大麻中的主成分,其不會有幻覺、成癮等副作用,且在正常大鼠,CBD可以減少非快速動眼睡眠和快速動眼睡眠,並有減緩焦慮的作用。不過CBD對於焦慮引起的睡眠失調功用目前並不清楚。由於焦慮常是因為長期的壓力所造成,因此此實驗我們利用連續4天讓老鼠待在open field (OF) 50分鐘接著待在elevated plus-maze (EPM) 10分鐘,此實驗操作方式稱為repeated combination tests (RCT),目的是用來引起大鼠的焦慮。實驗數據顯示,在經過重複RCT以後,大鼠在OF中間區域和EPM的開放區域端的時間大幅減少,代表大鼠沒有因為重複RCT後因為適應而降低了焦慮。注射CBD到the central nucleus of amygdala (CeA) 大幅增加了大鼠在OF中間區域和EPM的開放區域端的時間和進入的頻率,代表CBD有減少焦慮的功能。大鼠在RCT後會減少頭4小時之非快速動眼期睡眠時間和中間4-10小時的快速動眼期睡眠時間,此症狀和創傷後壓力症候群的症狀類似(失眠和快速動眼期睡眠中斷)。CBD在此實驗中也減少了焦慮引起的快速動眼期睡眠抑制,但卻無明顯對焦慮之非快速動眼期睡眠有影響。因此我們認為CBD因減少焦慮,所以增進了後續快速動眼期的睡眠品質。


(二)、針灸『安眠穴』促進睡眠之生理機制探討

Endogenous opiates in the nucleus tractus solitaries mediate electroacupuncture-induced sleep activities in rats. [Evidence-based Complementary and Alternative Medicine : eCAM 2011; Article ID159209, doi: 10.1093/ecam/nep132]

Kappa-opioid Receptors in the Caudal Nucleus Tractus Solitarius (NTS) Mediate 100 Hz Electroacupuncture-induced Sleep Activities in Rats. [Evidence-based Complementary and Alternative Medicine : eCAM 2012; Article ID715024, doi: 10.1155/2012/715024]:

電針灸(Electroacupuncture,EA)是一種傳統的中醫技術,方法是利用電流通過針插入穴道來達到各種療效,包括減輕疼痛、降低感染和改善睡眠干擾。EA的作用機制至今仍備受爭議。我們研究的目的主要在探討EA刺激對睡眠-清醒活動以及潛在生理機制的影響。據我們的研究成果顯示EA在燈暗期會增加非快速動眼睡眠,EA對睡眠的影響可以藉由muscarinic cholinergic antagonist阻斷。電傷害雙側尾端孤立束核(caudal nucleus tractus solitarius,NTS)也會顯著阻斷EA引起的睡眠增加。這項結果說明延腦尾端孤立束核可能在EA誘導的睡眠調節中扮演一個關鍵角色。不同頻率(低頻與高頻) EA的刺激已知會在脊髓引發不同的內生性的嗎啡,例如β-endorphin、enkephalin和dynorphin,並作用在脊髓不同的嗎啡受體上 (μ-, δ- 和 κ-opioid receptors) 以達止痛的作用。我們的結果發現: 低頻10 Hz EA刺激安眠穴主要是增加β-endorphin在側尾端孤立束核的濃度並作用於 μ-opioid receptors上,因而增加非快速動眼睡眠的量。而高頻100 Hz EA刺激安眠穴主要可能是增加dynorphin在側尾端孤立束核的濃度並作用於 κ-opioid receptors上,因而增加非快速動眼睡眠的量。


(三)、黃芩苷對正常大鼠睡眠造成的雙相作用之探討

Biphasic effects of baicalin, an active constituent of Scutellaria baicalensis Georgi, in the spontaneous sleep-wake regulation. [Journal of Ethnopharmacology 2011; 135: 359-368]:

黃芩苷為中國傳統草藥黃芩 (Scrutellaria baicalensis Georgi; Huang Qin) 之有效成分,由其根部萃取而出。研究中指出,baicalin是自由基清除者,並且具有消炎的作用。在睡眠機制的體液調節中,促進炎症反應的細胞動素對非快速動眼期睡眠的調控影響重大,特別是IL-1β及TNF-α。本實驗之目的是觀察baicalin對大鼠正常睡眠的影響。研究結果,發現 baicalin 對正常睡眠具有兩個階段的作用:1. 初期 (initiation phase) 作用:於亮期 (light-period) 開始前20分鐘打入baicalin後,造成在第1 ~ 2個小時之間非快速動眼期睡眠百分比減少。2. 晚期 (late phase) 作用:在暗期 (dark-period) 開始前20分鐘打入 baicalin,在第8 ~ 12個小時的非快速動眼期睡眠之百分比有增加的作用。另一組實驗中,發現 baicalin 能有效抑制IL-1β在暗期所增加的非快速動眼期睡眠,這個結果表示初期作用是經由其抗發炎的作用。另外,我們於暗期先打入baicalin,待其作用至第七個小時,再給予GABAA拮抗劑 (bicuculline),結果發現,baicalin 之晚期作用中的非快速動眼期睡眠增加現象,會被GABAA拮抗劑所抑制。以上結果顯示,baicalin 對大鼠正常睡眠具有雙相的作用,且分別證實了初期的作用可能是藉由阻抗IL-1β受體所造成的;而晚期作用可能是藉由某些未知的機制,造成腦中GABA神經傳遞物質分泌量增加或增進了GABAA受體的活性,而增加非快速動眼期睡眠。


(四)、TNF-NF-κB訊息傳遞路徑在帕金森氏症引發之睡眠障礙中所扮演的角色

TNF-NF-κB signaling mediates excessive somnolence in hemiparkinsonian rats. [Behavioural Brain Research 2010; 208: 484-496]

近來帕金森氏症 (Parkinson’s disease, PD) 的發病,被認為主要由於神經膠細胞的活化,尤其是接下來細胞素 (cytokine) 的增加。在臨床上顯示出PD患者睡眠結構的改變,基本上是一些機制產生缺失。本研究說明大腦中tumor necrosis factor-α (TNF-α)及其後續的訊息傳遞路徑在帕金森氏症所引發之睡眠障礙中所扮演的角色。我們的結果顯示在帕金森氏症動物模式的大鼠中TNF-α的量會增加並透過TNF受體活化NF-κB進而增加非快速動眼期睡眠。這些結果解釋了為何帕金森氏症病人會有的嗜睡現象。

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