理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    篩選能改善類澱粉蛋白所引發病理的神經傳遞之中草藥
    (2014) 李智翰; Chih-Han Lee
    阿茲海默症是世界上最普及的一種失智症,其中有兩個主要病徵與該疾病漸進的神經退化失調有關:細胞外由類澱粉蛋白貝塔(Aβ)組成的斑塊,以及細胞內由過度磷酸化的tau所導致的神經原纖維纏結。近期研究指出Aβ蛋白會減低第一型與第二型囊泡麩氨酸轉運體(vGLUT1/2)在前突觸麩氨酸性區的表現,以及抑制麩氨酸被星狀細胞回收清除。這使得過多的麩氨酸累積在突觸間隙而後引發神經興奮毒性。然而Aβ蛋白過度活化N-甲基-D-天門冬胺酸受體(NMDAR)的現象可被人工合成的NMDAR拮抗藥物美金剛(memantine)所改善。因此找出麩氨酸受體的拮抗劑被視為Aβ蛋白所引發之異常現象的治療策略。於本研究中,我們試圖以小鼠初級大腦皮質神經細胞篩選中草藥以找出能改善Aβ蛋白導致的過量麩氨酸神經傳遞的非人工合成之天然成分。由免疫細胞化學法得知,vGLUT1/2染色呈現幾乎一致的麩氨酸性神經細胞群,突觸結合蛋白(synaptotagmin)染色亦在這些細胞之間呈現神經網絡的形式。而該初級神經細胞的特徵也透過西方墨點法中的抗體訊號如第三型貝塔微管蛋白、PSD-95蛋白以及α-氨基烴甲基嘿挫丙酸型受體(AMPAR)得以確認。為了在篩選中草藥的過程中能偵測並量化受Aβ蛋白刺激所造成的膜電位變化,DiBAC4(3),一個慢反應電位敏感染劑,被用來做為藥物篩選的工具。DiBAC4(3)可進入去極化細胞並與胞內或膜蛋白結合隨後引發增加的紅螢光強度。去極化程度越高紅螢光越強,反之過極化則導致紅螢光減弱。為了建立DiBAC4(3)的中草藥篩選平台,我們對初級神經細胞刺激氯化鉀、麩氨酸以及Aβ蛋白後發現DiBAC4(3)螢光強度如預期般地增強。此外我們藉由DiBAC4(3)方法發現於Aβ蛋白刺激前加入memantine可減弱Aβ蛋白所導致的去極化現象。由上述結果可知DiBAC4(3)的中草藥篩選平台已被成功建立。在篩藥之前,我們亦先量測了處理不同濃度的中草藥對細胞存活的半抑制濃度(IC50)以便日後篩藥。在我們近期研究中,我們找到一些能抑制Aβ蛋白所引發的過度去極化現象的中草藥,也希望之後能找出該中草藥之有效成分如何參與阿茲海默病理現象中的麩氨酸受體訊息傳遞機轉。
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    降低Aβ聚集導致阿茲海默氏症之新穎甘草查爾酮A與香豆素之衍生物的藥物開發
    (2017) 李欣穎; Lee, Shin-Ying
    阿茲海默氏症(Alzheimer's disease,簡稱AD),是老年癡呆症中最普遍的類型,臨床症狀包括漸進性認知功能下降以及長期記憶損傷。阿茲海默氏症的病理特徵主要可分為細胞外β-澱粉樣蛋白(β-Amyloid,簡稱Aβ)聚集形成的澱粉樣蛋白斑塊(Amyloid plaque),以及細胞內過度磷酸化tau蛋白形成的神經纖維纏結(Neurofibrillary tangles,簡稱NFTs)。Aβ斑塊造成神經細胞死亡的途徑包括氧化壓力提升、細胞外毒性、能量耗損以及細胞凋亡等,因此新Aβ聚集抑制劑的開發對於阿茲海默氏症的治療十分重要。甘草查爾酮A (Licochalcone A)及香豆素(Coumarin)為來自植物的天然化合物,具增強粒線體新生及/或抗氧化的功能。為了改善甘草查爾酮A及香豆素對阿茲海默氏症的可能治療效果,先前的研究透過化學修飾合成五種可抑制第三型小腦萎縮症polyQ蛋白聚集及幫助tau蛋白摺疊的衍生物。本研究首先以生化實驗檢測甘草查爾酮A、香豆素及五種合成衍生物捕捉自由基及抑制Aβ 聚集之能力。接著利用誘導表現Aβ-GFP之293/SH-SY5Y細胞,檢測待測化合物降低Aβ錯誤折疊及神經保護作用。在檢測的化合物中,衍生物LM-031細胞毒性最低,且具有自由基捕捉能力及Aβ聚集抑制能力,並可降低Aβ-GFP 293細胞中Aβ的錯誤折疊及相關的活性氧化物、凋亡蛋白酶-3活性,及促進Aβ-GFP SH-SY5Y細胞神經突生長。LM-031、甘草查爾酮A及香豆素可增強熱休克蛋白HSPB1表現,來增加Aβ-GFP融合蛋白溶解度,並正調控轉錄因子NRF2,來促進抗氧化反應元件依存的NQO1及GCLC表現。此外,在Aβ-GFP SH-SY5Y細胞中,LM-031、甘草查爾酮A及香豆素皆可增加與細胞存活、生長及/或抗凋亡相關因子的表現,如腦源性神經滋養因子BDNF、cAMP效應元件結合蛋白CREB、B细胞淋巴瘤蛋白-2 BCL2、胞外訊息調節激酶(ERK) 1/2、AKT絲胺酸/蘇胺酸激酶1 (AKT)等。本研究結果顯示甘草查爾酮A、香豆素及新穎查爾酮-香豆素雜合物LM-031可降低Aβ聚集及神經保護,提供臨床上阿茲海默氏症治療新的參考策略。 關鍵字:阿茲海默氏症,β-澱粉樣蛋白,查爾酮-香豆素雜合物,抗氧化,抗凋亡。