動物學

登革熱為全世界最重要的節肢動物傳染疾病之一，其造成全世界每年約五千萬個病例且WHO估計全世界超過兩億人口暴露在感染登革熱的危險之下。而近年來台灣每年皆有超過1500例的登革熱病例。雖然國際間許多實驗團隊致力於開發登革熱疫苗以及抗登革熱藥物，但是都未能有突破性的結果。因此，積極的尋找替代性病媒蚊控制策略，將是控制登革熱的一線曙光。本計畫主要是探討埃及斑蚊之生殖調控分子機制，並希望透過抑制其生殖能力以達到降低病媒蚊族群的效果，藉此達到控制登革熱傳播的目的。本計畫利用RNA干擾(RNAi)的技術，將標的基因之表現抑制，再測量埃及斑蚊之產卵能力。實驗結果顯示，埃及斑蚊含脂硫蛋白之表現被抑制後，會明顯抑制其產卵能力。未來將進一步研究該蛋白質調控埃及斑蚊卵黃生成之詳細分子機制。本研究結果，有助於我們對病媒蚊之生殖調控分子機制更深入之瞭解，並且對於未來建立新的登革熱防治策略從事病媒防治工作有相當大的幫助。

哺乳類的內皮素(endothelin-1 ; EDN1)與其受體endothelin receptor B己知可共同參與腎臟排酸功能之調節，在魚類的表現上，亦有研究指出EDN1會影響到斑馬魚的排酸。本研究中以廣鹽性魚種稻田魚(Oryzias latipes)仔魚為實驗對象，經6小時以上時間酸處理後其體表排酸量皆顯著增強，且經6小時酸處理後，仔魚rhcg1及內皮素受體EDNRA2的基因表現量也顯著增加，並發現當弱化(knockdown)仔魚的endothelin-1基因後，其體表排酸量顯著下降，證實endothelin-1對仔魚排酸作用有直接的影響。而當仔魚endothelin-1的基因表現被抑制後，其離子細胞密度以及離子通道蛋白基因表現不受影響，推測內皮素並非以增加離子細胞的方式影響排酸，而是藉由轉譯後調控途徑，使其排酸功能增強。另外本研究中再將6小時及7天酸處理實驗結果比對後，推測當稻田魚仔魚面臨短期或長期酸環境刺激時，內皮素調節機制亦略有不同。

兩棲類是一群可以在水域及陸域棲息生活的動物，幼體期蝌蚪生活在水中，具尾巴可四處游動，多數為濾食或刮食，但變態後的成體青蛙主要生活在陸地，吐出長舌捕食會動的生物。因此蝌蚪變態前後不僅生存環境大為改變，攝食行為也從被動取食轉為主動攻擊，所以推測牠們在變態過程中，眼睛位置會有所變化，形成更大的雙眼(立體)視覺區，適應變態前後的劇烈改變。本研究運用向量幾何作圖方式，將頭部眼睛位置座標數值化後，分析不同蝌蚪變態前後眼睛位置與雙眼視覺的變化情形，試著找出變化趨勢與棲地、行為或演化之間的關聯性。結果發現不同眼睛類型的蝌蚪在變態過程中，眼睛位置會有不同的轉變過程，但變態之後，眼睛皆會往頭部兩側移動，眼睛至吻端的距離變短，導致雙眼視覺區變大，更具立體視覺，可精準判斷獵物位置。此外也發現蝌蚪視野範圍主要受水層高低影響，高水層蝌蚪眼睛位於頭兩側，低水層蝌蚪眼睛則生長在背部。成蛙視野範圍影響因素有棲地、行為及親緣關係，棲地分析結果顯示會在水陸兩邊活動的成蛙視野範圍最大。水棲型的福建大頭蛙具有強領域行為，陸棲性黑眶蟾蜍具瞄準捕食行為，故雙眼視覺都較大。同屬於樹蛙科的蛙類雙眼視覺大小的影響因素主要與為活動高度有關，樹棲型樹蛙因需在樹林活動，演化出較大的雙眼視覺，以利判斷空間位置。艾氏、王氏與碧眼樹蛙等親緣關係接近的姊妹種因生殖行為類似，蝌蚪與成蛙都演化出具有相似的眼睛型態。

三尾扁蟲(Convolutriloba)至今尚無野生棲地的觀察記錄，本研究自水族缸裡採集的扁蟲經外型描述、無性生殖以及DNA親緣關係等比對結果，證明是台灣特有的新種。本研究首次於墾丁外海發現野生三尾扁蟲棲地，其多棲息於礁石洞口，與水族缸內散布情形大有不同，因此我們設計模擬棲地使其在黑暗與光照交替的環境下生存，確認扁蟲的自然分布乃是光避性(photophobia)與光聚性(photoaccumulation)彼此調節的結果。Shannon曾指出三尾扁蟲具有光避性與光聚性，卻未探討其原因。比較扁蟲以及其體內共生藻(Zoochlorellae)在不同色光下的生理現象，共生藻紅光下光反應效率高，而扁蟲在紅光下不具光避性；其他色光下共生藻光反應效率低，則扁蟲有明顯光避性。此項發現正說明了為何扁蟲會有光避性與光聚性行為，以及扁蟲野生棲息地位於礁石洞口的原因。

鈣離子在人類生理及代謝功能扮演著重要角色，已知泌乳素對哺乳類鈣離子吸收頗為重要。但在魚類生理上則缺乏這方面的研究。本實驗以斑馬魚為模式生物，探討泌乳素如何參與斑馬魚鈣離子的調控。實驗結果發現斑馬魚胚胎適應於不同鈣離子濃度中，泌乳素及其受體無明顯變化。然而將泌乳素基因弱化時，除鈣離子含量顯著下降外，鈉離子及氯離子含量亦顯著下降; 另外，泌乳素基因弱化會造成斑馬魚鈣離子通道、維生素D受體顯著上升，而降鈣素則顯著下降; 而鈣吸收細胞在發現泌乳素基因弱化後，細胞數量亦顯著下降。本研究結果可得知，泌乳素對鈣離子吸收具有相當程度的重要性，可能機制為泌乳素在上游端藉由調節其他賀爾蒙來影響鈣離子吸收。

本研究進行虎紋三角渦蟲 (Girardia tigrina) 黏液分析及功能推測。利用Bradford法得知渦蟲捕食白線斑蚊幼蟲時不會分泌大量黏液；以銀染染色SDS-PAGE，並以ImageJ與Excel分析，發現渦蟲捕食蚊幼蟲前後黏液中蛋白質單體濃度無顯著增加 ( p > 0.05)。進一步以API ZYM得知渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中含至少8種酵素，包含磷酸水解酶、脂肪酶、蛋白酶、醣水解酶，能協助於體外行化學消化；以酵素活性染檢測，則發現渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中α型醣水解酶分子量位置位於25-37 kDa。未來將持續針對渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中酵素進行分析，如確認渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中蛋白酶、脂肪酶及幾丁質酶分子量位置；探討渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中磷酸水解酶及α型醣水解酶功能等等。

澎湖牡蠣養殖受扁形動物危害嚴重但缺乏相關研究。本研究首次採集活體澎湖蚵蛭Stylochus ( Imogine ) orientalis splendida Bock, 1913進行捕食行為研究。觀察澎湖蚵蛭捕食過程分為攻擊期、捕食期和消化期，並首次報導攻擊期中發現新型的離體咽。離體咽具負趨光性( P <0.01 ** )能朝向牡蠣殼內暗處移動，使其開閉殼頻率與死亡率增加。離體咽也顯著影響文蛤死亡率 ( P <0.01** )，20條以上離體咽即可導致文蛤死亡率 60% 以上，造成文蛤外套膜萎縮，且與數量呈高度正相關 ( R2 = 0.964 )，外套膜切片顯示離體咽可導致外套膜肌肉變細且形成許多空洞。經離體咽均質和硫酸銨沉澱法萃取蛋白質後，通過SDS蛋白質電泳比較澎湖蚵蛭離體咽、咽、與其他部位的粗萃物，分離出目標蛋白質，以MALDI-TOF質譜儀分析分子量約為10 kDa。證據顯示離體咽是蚵蛭成功捕食牡蠣的重要關鍵，亦是海洋扁蟲從未被報導過的新行為。

小分子熱休克蛋白 B7 (HSPB7，Heat shock protein B7)，又稱心血管熱休克蛋白 (cvHsp)。HSPB7表現於心肌細胞當中也表現在骨骼肌當中。我們可以從再生的肌肉細胞中看到熱休克蛋白B7大量的表現，可見其對於損傷的肌肉細胞至關重要。此外，Mef2a (Myocyte-specific enhancer factor 2A) 被發現對於Hspb7基因表現有所影響且、屬於AP-1 (Activated Protein 1) 家族的c-Jun (Jun proto-oncogene) 和Fra-2 (Fos-related antigen 2) 被發現影響了肌肉發育和參與了骨骼肌衛星細胞群的調控。 本實驗在HEK-293T細胞當中將克隆出的Mef2a、c-Jun、Fra-2與Hspb7上游不同長度且帶有螢火蟲螢光素基因之啟動子進行轉染實驗，並藉由螢光素酶檢測法觀察彼此調控關係。本研究發現，c-Jun、Fra-2對於Hspb7基因表現有抑制的成效而Mef2a有增加基因表現的成效。

台灣淡水三角渦蟲 (Girardia tigrina) 主要以水生小動物為食，且會捕食蚊幼蟲，具生物防治潛能 (王與郭，2016)。根據投放前的評估結果，渦蟲對食物無記憶，為機會主義捕食者且會搶食，有利於評估未來投放的數量；野外防治實驗中發現渦蟲可有效抑制模擬水耕地景中蚊幼蟲，且生存水質與蚊幼蟲相似。未來可大範圍投放渦蟲，評估是否能有效抑制蚊幼蟲。本研究另一目標為確認渦蟲消化蚊幼蟲機制。由薄層分析法發現渦蟲黏液需長時間才能水解少量的幾丁質，推測其主要行體外物理消化蚊幼蟲，化學消化則為協助的角色。以石蠟切片發現5 %福馬林加30 %蔗糖之固定液可切出完整的渦蟲咽部組織。未來將持續探討渦蟲消化蚊幼蟲機制，如確認渦蟲捕食蚊幼蟲時咽部肌肉組織變化，以及利用冷凍切片固定渦蟲捕食蚊幼蟲時當下組織，再進行染色觀察。

睡蓮蚜是一種生活在水域環境的蚜蟲，而本研究證實：此種蚜蟲對水源和水中浮萍具有偏好性，並在水中具有勝過陸生黑豆蚜和玉米蚜的求生能力和登陸能力。睡蓮蚜的這些能力源自其異於其他蚜蟲的構造：較輕的質量和較長的腳使其能夠憑藉表面張力於水上站立和移動，並且在登岸時可以產生物理中的Cheerios Effect快速吸附陸地，水中生活的機動性因而極高。另外，睡蓮蚜的腳有彎曲的特徵，加強Cheerios Effect 的效應，加強登岸能力。睡蓮蚜的腹面氣孔亦有朝兩側生長的現象，以適應水上腹面經常碰觸水面的生活。