解訊記憶編碼及情緒調節之腸-腦神經迴路與分子訊息-解訊記憶編碼及情緒調節之腸-腦神經迴路與分子訊息

"腸道與大腦間持續進行互動式的雙向溝通，此種功能性連結稱為「腸-腦軸」，其允許自上而下(腦-腸)或自下而上(腸-腦)方向的訊息傳輸。越來越多的證據顯示腸-腦通訊不僅可以維持及協調胃腸正常的功能，而且來自腸道的訊息也會對個體的情緒、動機行為和認知功能產生影響。然而，目前有關腸-腦感覺傳輸的詳細神經迴路和分子訊息仍尚未清楚。此單一整合型計畫的中心主題在於解訊記憶編碼及情緒調節之腸-腦神經迴路與分子訊息。本計畫由四個子計畫組成，結合新穎基因工程調控神經迴路活性、免疫標記結構及三維成像、疾病模式及行為分析等技術來探究此一課題。我們的主要假說為，孤束核是腸道迷走神經感覺信息傳遞的中繼樞紐，用於調節情緒和記憶編碼，而腸源性代謝物短鏈脂肪酸及先天免疫反應分子抗微生物肽為重要的腸道訊息分子具有調節情緒狀態和乙型類澱粉樣蛋白所誘導的病理徵狀。第一子計畫(許桂森教授)將利用小鼠迷走神經切除及部分阻斷迷走神經感覺傳遞作用之兩種研究動物模式來探討腸-腦神經迴路在調節天生焦慮及恐懼學習之詳細作用機制。第二子計畫(吳偉立助理教授)研究腸道中短鏈脂肪酸如何調控小鼠社交行為、社交記憶及焦慮行為表現並解析其腸-腦神經迴路及作用分子機制。第三子計畫(姜學誠助理教授)利用腦中乙型澱粉樣蛋白堆積所誘導的學習和記憶缺陷果蠅模組來探討腸道中抗微生物肽如何透過腸-腦軸在退化性神經疾病發生中扮演著重要的角色。第四子計畫(邱文泰副教授)將建構新穎雙螢光蛋白跨突觸標定、組織澄清、神經迴路操控及高階影像分析技術，協助其他子計畫之執行。
新穎性和生理意義：此研究計畫具有新穎性，因為其解決了腸-腦通訊中尚未解決的重要問題。 此單一整合型計畫符合「台灣腦科技發展及國際躍升計畫」徵求重點之「大腦結構之解構急其創新技術的研發」項目。為了建立國際鏈結關係及提高計畫國際能見度，我們將與加州大學洛杉磯分校的Elaine Y. Hsiao教授合作，其為一位年輕，才華橫溢的旅美台灣科學家，在「微生物-腸-腦軸」的研究領域有相當傑出的表現。我們的研究成果將對於了解腸道如何調控情緒和認知功能的神經迴路及分子機制提出更完整的見解，並針對以腸道靶向作為治療精神或神經退行性疾病的假說提出更完整的理論基礎。因此，此等研究對於學術發展及增進國民身心健康具有相當之重要性。"