視覺化探討心磷脂在粒線體上的病生理調控

粒線體不僅是細胞能量的供應站，更是細胞生死的仲裁者。它身兼高活性氧族的主要製造廠與受害標的之角色，同時可藉由粒線體鈣離子失衡，粒線體膜電位去極化及粒線體斷裂等來引發粒線體過渡性通透使數種致死蛋白釋放，進而使細胞走向凋亡的不歸路。最近，諸多證據顯示心磷脂，一種粒線體內膜主成份，被確認為是一種簽名磷脂，它參與了能量生產及各種線粒體的關鍵活動。心磷脂成分的改變與流失會導致神經退化性等疾病。但是，線粒體引發的細胞凋亡與心磷脂間的確切病生理調節目前卻仍不清楚。因此本研究計劃擬深入視覺化探討星狀神經膠細胞的粒線體對心磷脂之病生理調控。具體來說，我們將詳細勘察線粒體心磷脂的精確分佈，包含它與由藥物引發的外源性粒線體壓力和由線粒體呼吸鏈受損導致的內源性的粒線體壓力及其與粒線體氧化壓力，鈣離子壓力，粒線體的動力和粒線體過渡性通透間之關聯。此外，各粒線體壓力間的相互惡性放大作用亦將被一一剖析。同時，心磷脂在各粒線體呼吸鏈受損的細胞株和野生型星狀神經膠細胞間的分佈亦將被仔細比較。最後，我們將探討以線粒體為標靶的保護劑對心磷脂的保護如粒線體標靶的抗氧化劑Mito-Q 和Mito-維生素E，線粒體標靶的保護劑褪黑激素，和光動力作用引起的保護性的預處理等。技術上為能在單一活細胞的粒線體上直接同步視覺化粒線體之數項病理機轉，將應用多光子雷射掃瞄顯微影像技術，配合數種新型的螢光蛋白與粒線體螢光染劑，以期將研究領域拓展至單一活細胞內的胞器層面。相較於單光子光徑激發，多光子的單體積點激發，獨具低光化學毒性的特性，因此特別適合活細胞尤其是病變線粒體之長時間動態觀察。星形膠質細胞不僅支持神經網絡，還參與突觸傳遞和神經血管耦合並影響中樞神經系統的神經元的存活，因此本計畫研究成果不僅可以為星狀神經膠細胞的粒線體對心磷脂之病生理調控定位，更祈在心磷脂異常與神經退化及老化疾病之預防及臨床治療上提供新的生機。

系統編號:PC10108-0819
原計畫編號:NSC101-2320-B182-031-MY3