教師簡介

  • 專任副教授
  • 林崇智
  • Chung-Chih Lin
  • 02-2826-7000 ext.7350/lab: ext. 6254
  • cclin2@ym.edu.tw
  • 圖書資訊暨研究大樓7樓R734
  • 專業領域
  • 胞器之分子細胞生物學、顯微影像資訊學
  • 研究方向
  • 本實驗室最主要是分析顯微影像,佐以生物資訊探勘技術,以及生物模擬,了解分子如何運作進行生命現象。目前研究的方向為:

    1. 粒線體外型的控制機制與分泌與神經退化的關係

    粒線體因為基因不穩定,以及基因組比較小,需要以不斷地分裂與融合,避免因突變所造成其功能喪失。當粒線體動態變化 (mitochondria dynamics;包括分裂與融合)有問題時,會造成細胞死亡,或自我吞噬(autophagy),造成神經退化與早衰。另外,粒線體為鈣離子恆定所需的重要鈣庫,因此粒 線體型態與分布的異常,會影響鈣離子濃度變化,進而影響胰島素胞吐與神經傳導的活性。因此了解粒線體外型的控制機制,以及粒線體外型與細 胞功能和疾病的相關性是十分重要。

    目前本實驗室已經完成自動分類與定量粒線體外型(與高閬仙院長,高醫張芳榮教授,中研院許鈞南教授,中原大學蔡育秀教授合作),解出 capsase8與caspase9會抑制Bcl2,進而增加Bax轉移到粒線體,造成粒線體的斷裂。另外,其可能透過抑制Bcl- xL,使得粒線體的生成下降,造成粒線體總量下降。而粒線體的分支化抑制的分子機制,則認為與粒線體膜電位下降,活化分解OPA1有關 (Lin et al., 2010; Peng et al., 2011)。

    自動化系統所擷取之形態特徵,將進一步應用於建立粒線體型態變化模擬,未來希望這個模擬系統可由靜態的影像,推導出粒線體動態變化的參 數(如 inter-mitochondrial side-to-end and end-to-end fusion rate,intra-mitochondria end-to-end fusion rate)。未來將以此系統搭配cDNA或RNAi庫篩選(與University College of Dublin的Simpson教授合作),進行高通量分析找出控制粒線體動態變化的蛋白質,再觀察其造成之粒線體的型態變化,是否影響神經細胞的胞吐與存活。

    另外自動量化系統搭配資訊探勘,了解藥物篩選與藥理機制探討,以及粒線體型態變化與疾病或生理功能相關等應用。包括:

    • 粒線體型態變化,胰島細胞胞吐活性變化以及糖尿病因子之間的交 互作用(與University of Geneva 的Wollheim教授和 Yonsei University的Park教授合作;Dan et al., submitted)。
    • 神經幹細胞之粒線體型態異質化與的關聯(與 Vanderbilt University的Bowman教授合作)。
    • 解析出SOC 6功能透過改變粒線體動態,造成細胞凋亡(與中研院生醫所的Bowman教授合作;Lin et al., 2012)。
    • 解析番荔枝乙醯化合物造成粒線體形態變化的化學功能結構(與生 資所的彭智楹教授合作;Lin et al., submitted)。
    • 解析影響酵母菌壽命之專一粒線體型態變化(與清華大學的張壯榮 教授合作)。
    • 解析細胞各週期之專一粒線體型態變化(與NIH的 Lippicott-Schwartz教授合作)。

    最後,我們與中研院陳培菱教授合作,將以超高解析螢光顯微鏡(PALM;resolution:5-10nm)擷取粒線體內膜皺摺 (cristae)影像,未來將分析cristae變化與生理活性的關聯性。

    2. 胞吐之分子調控機制

    胞吐是一項重要的生理現象,包括神經傳導物質與賀爾蒙分泌分泌,以及常備蛋白之分泌與合成。本實驗室主要研究是運用螢光蛋白標定與螢光 顯微技術(內部全反射螢光顯微鏡TIRFM、高速共軛焦螢光顯微鏡與螢光壽命顯微鏡FLIM),研究細胞內蛋白質之動態與其功能之關係。

    本實驗室主要著眼於囊泡動態特質(合成biogenesis、定位docking、誘發priming、融合fusion、回收 recycle),以及如何受蛋白質(Rab3A、alpha-synuclein、rabphilin3A、SNAP-25A)及鈣離 子微域(Ca2+ microdomains)調控等,來了解胞吐的分子機制。本研究主題包括Rab3A 調控胞吐之分子機制,alpha-synuclein調控胞吐之分子機制,以極化PC12細胞搜尋調控胞吐之分子,以及自動化分析囊泡動態系統的建立。

    A.  Rab3A調控胞吐之分子機制

    Rab3A 是一種小G蛋白,被認為控制胞吐的最後步驟。我们使用內全反射螢光顯微鏡(total internal reflection fluorescence microscope; TIRFM)並以EGFP-Rab3A和NPY-EGFP(neuropeptide Y-EGFP)標記PC12細胞的分泌囊泡,觀察到NPY釋放時,Rab3A會從囊泡解離到細胞質,此現象受到鈣離子,GTP水解與Rabphilin3A所控制,但對於 Rab3A如何解離與解離速度對胞吐的影響尚不清楚。

    目前已經完成之項目如下:

    • Rab3A 囊泡表面解離影響囊泡之融合型式:Rab3A以TIRFM觀察到Rab3A於囊泡分泌時會由囊泡表面解離到細胞質,此現象受控於Rabphilin3A、GTP hydrolysis與Ca2+。其解離的速度之快慢,影響囊泡之融合型式(fusion-and-collapse,pinch- and-lingering)。(Lin et al., 2007)
    • Rab3A 囊泡表面解離受到PKC調控:PKC的活化劑(PMA)會使得Rab3A囊泡表面解離速度變慢,導致囊泡之融合孔無法張大而降低分泌速度。(Huang et al., 2011)
    • Rab3A 結合蛋白Rabphilin3A在胞吐時附著細胞膜:以TIRFM觀察到Rabphilin3A於細胞質Ca2+上升時,會往細胞膜移動,此現象是經由其C2B domain來完成。(Lee et al., 2007)

    B.  alpah- synuclein調控胞吐之分子機制

    α-Synuclein被認為與帕金森氏症及阿滋海默症等神經退化疾病相關,在過去的研究裡指出,α-Synuclein在囊泡的數目 對囊泡的回收以及SNARE complex形成具有調節作用。然而,α-Synuclein究竟參與在胞吐作用的分子機制,至目前還尚未釐清,特別是α-Synuclein是否經由鈣離子對調控胞吐 作用。目前本實驗室結果顯示α-Synuclein透過調節TG敏感性內質網鈣庫跟鈣離子幫浦造成細胞內鈣離子濃度的上升,來促進 SNARE complex的形成,而縮短胞吐所需要的時間。由於α-Synuclein造成的胞吐變化與GDP-bound Rab3A類似,未來將了解是否α-Synuclein透過調控Rab3A解離來造成胞吐的變化。(Lin et al., manuscript in preparation; oral presentation in Vesicle Cycle Meeting in Australia, 2007)

    C.  以極化PC12細胞搜尋調控胞 吐之分子

    PC12細胞株可透過NGF的作用分化成類似神經細胞的外型,分化的細胞受到刺激後,產生較高胞內鈣離子濃度的上升,分泌更多量的神經 傳導素。本計劃將比較極化的PC12細胞與非極化的PC12細胞各區域的蛋白質差異性表現以及胞吐特質變化,搜尋出調控胞吐之分子。目前 已經完成極化區域的胞吐變化與鈣離子訊號的初步研究,發現位在神經末端具有較多的基礎細胞質游離鈣離子,較高的SLMVs胞吐活性與囊泡 的分泌效能, 並且使鈣離子更有效率誘發胞吐。分化細胞透過增加囊泡總數來增加LDCVs胞吐, 而其囊泡的分泌效能並沒有改變。Mastoparan (Mas)處理釋放細胞內鈣庫的鈣離子時,分化細胞內部有較多LDCVs可直接靠近細胞膜進行胞吐。(Lin et al., manuscript in preparation)

    D.  建立動態蛋白質分佈之追蹤系統

    蛋白質分佈經常會隨著其功能而有所改變,如分泌囊泡蛋白,會隨囊泡在不同成熟階段(docking, priming, fusion)而變,因此本研究室嘗試建立自動囊泡追蹤系統,來進行動態蛋白質分佈之分析。目前已經建立自動囊泡追蹤系(PTrack),進行囊泡的動態分析(螢光強度、 移動速度、面積)。(Ku et al., Micros.Res. Tech. 2007)由於囊泡具有不同的動態特質,因此無法以單一追蹤法則來準確地分析,因此本小組運用多種追蹤法則(如Kalman filter, shortest distance)與自動除錯(如突然的MSD變化,運動軌跡重疊),來分析不同種囊泡動態特質(如快速移動的大的胰島素囊泡,分裂的囊泡),進一步了解不同種類囊泡的動 態特質分布。目前已經建立可以分析快速移動且外型變化劇烈的大的胰島素囊泡,其準確度已經由原本的40%提升到65%。(Ku et al., 2009)

    3. 探勘未知的內質網蛋白的蛋白導向之訊號胜肽

    蛋白質定位的訊號胜肽為決定蛋白質在細胞中的分布,若其分佈不正確會造成蛋白質的功能喪失,進而造成疾病。此外,後基因體世代的問題, 為了解基因的功能與其運作機制,而蛋白質分布資訊,可以提供新基因的功能之研究方向。

    過去我們與中研院許鈞南教授,中原大學蔡育秀教授,EMBL的Pepperkok教授和University College of Dublin的Simpson教授合作,建立一個自動化分類次細胞蛋白質分布之螢光顯微細胞影像,為EMBL的gfp-cdna資料庫未 知蛋白進行其次細胞蛋白質分布的分類。(Lin et al., 2007; Tsai et al., 2008)

    我們進一步將這個系統,將未知ER蛋白(這些蛋白沒有現今已知的定位胜肽)的細胞顯微影像進行叢集化,再由叢集的分群,將其對應的蛋白 質序列進行分析,希望找到控制ER定位或是型態的決定胜肽(與生資所李國彬教授合作)。

  • 教授科目
  • 生命科學(二下):細胞生物學
    生物影像分析在細胞生物學的應用
    生命科學技術
    生化及細胞分子生物學(二)
    生命科學教學
    專題討論(碩)
  • 經歷
  • Aug, 2007-present
    國立陽明大學
    生命科學系暨基因體科學研究所
    副教授
  • Aug, 2004-Aug, 2007
    國立陽明大學生命科學系
    助理教授
  • Jan, 2003-Aug, 2004
    中山醫學院生命科學系
    副教授
  • Aug, 1998-Jan, 2003
    中山醫學院生命科學系
    助理教授
  • Aug, 1998-Aug, 2000
    臺中縣大里市社區大學
    講師
  • Aug, 1996-Aug, 1998
    美國范德比大學生化系
    博士後研究員
  • 學歷
  • 1996
    國立陽明大學
    生物化學研究所 博士
  • 1990
    國立成功大學醫學院
    生物化學研究所 碩士
  • 1988
    國立臺灣教育學院
    生物系 學士

代表著作

  • Xu, W., Jing, L., Wang, Q., Lin, C. C., Chen, X., Diao, J., Liu, Y. & Sun, X.. Bax-PGAM5L-Drp1 complex is required for intrinsic apoptosis execution. Oncotarget 2015; 6(30):30017-30034 (SCI). (Impact factor: 6.359; Rank: 9.95%)第四或以後作者
  • Yen, C.-Y., Chiang, W.-F., Liu, S.-Y., Lin, C.-C., Liao, K.-A., Lin, C.-Y., Hsieh, W.-F. Cheng, Y.-C., Hsu, K.-C., Lin, P.-Y., Chen, T.-C., Lee, I-L., Lin, M.-H. & Liu, Y. C.. Impacts of autophagy-inducing ingredient of areca nut on tumor cells. PloS one 2014; 10(5): e0128011-e0128011 (SCI). (Impact factor: 3.234; Rank: 15.79%)第四或以後作者
  • Lin YH, Chang HM, Chang FP, Shen CR, Liu CL, Mao WY, Lin CC, Lee HS, Shen CN. Protoporphyrin IX accumulation disrupts mitochondrial dynamics and function in ABCG2-deficient hepatocytes. FEBS Letters 2013;587(19):3202-9 (SCI). (Impact factor: 3.169; Rank: 34.25%)第四或以後作者
  • Lin HY, Lai RH, Lin ST, Lin RC, Wang MJ, Lin CC, Lee HC, Wang FF, Chen JY. Suppressor of cytokine signaling 6 (SOCS6) promotes mitochondrial fission via regulating DRP1 translocation. Cell Death Differ. 2012 Sep 7. doi: 10.1038/cdd.2012.106. (Impact factor: 8.24; Rank: 8.1%)
  • Peng, J.-Y., Lin, C.-C. Chen, Y.-J., Kao, L.-S., Liu, Y.-C., Chou, C.-C., Huang, Y.-H., Chang, F.-R., Wu, Y.-C., Tsai, Y.-S., and Hsu, C.-N.. Automatic Morphological Subtyping Reveals New Roles of Caspases in Mitochondrial Dynamics. PLoS Computational Biology 2011;7:e1002212. doi:10.1371 (SCI). (Impact factor: 5.515; Rank: 2.70%)第一或通訊作者
  • Huang, C.-C., Yang, D.-M., Lin, C.-C. and Kao, L.-S.. Involvement of Rab3A in vesicle priming during exocytosis: interaction with Munc13-1 and Munc18-1. TRAFFIC 2011;12:1356–1370 (SCI). (Impact factor: 5.278; Rank: 25.84%)第一或通訊作者
  • Hsiao, Y.-S., Lin, C.-C., Hsieh, H.-J., Tsai, S.-M., Kuo, C.-W., Chu, C.-W, and Chen, P.. Manipulating location, polarity, and outgrowth length of neuron-like pheochromocytoma (PC-12) cells on patterned organic electrode arrays. LAB ON A CHIP 2011;:DOI: 10.1039/c1lc20675c (SCI). (Impact factor: 6.26; Rank: 9.86%)第二作者
  • Nanni,L., Lumini,A., Lin,Y.-S., CN Hsu and Lin, C.-C.. Fusion of systems for automated cell phenotype image classification. EXPERT SYSTEMS WITH APPLICATIONS 2010;37(2):1556-1562 (SCI). (Impact factor: 2.596; Rank: 1.56%)第四或以後作者
  • Ku, T.-C., Kao, L.-S., Lin,C.-C. and Tsai, Y.-S.. Morphological filter improve the efficiency of automated tracking of secretory vesicles with various dynamic properties. MICROSCOPY RESEARCH AND TECHNIQUE 2009;72(9):639-649 (SCI). (Impact factor: 1.883; Rank: 29.41%)第一或通訊作者
  • Lee, J.-D., Chang, Y.-F., Kao, F.-J., Kao, L.-S., Lin, C.-C., Lu, A.-C., Shyu, B.-C., Chiou, S.-H., and Yang, D.-M.. Detection of the interaction between SNAP25 and rabphilin in neuroendocrine PC12 cells using the FLIM/FRET technique. MICROSCOPY RESEARCH AND TECHNIQUE 2008;71(1):26-34 (SCI). (Impact factor: 1.883; Rank: 29.41%)第四或以後作者
  • Tsai, Y.-S., Chung, I-F., Simpson, J.C., Lee, M.-I, Chiung, C.-C., Chiu, T.-Y., Kao, L.-S., Chiu, T.-C., Lin, C.-T., Lin, W.-C., Liang, S.-F., and Lin, C.-C.. Automated Recognition System to Classify Subcellular Protein Localizations in Images of Different Cell Lines Acquired by Different Imaging Systems. MICROSCOPY RESEARCH AND TECHNIQUE 2008;71:305-14 (SCI). (Impact factor: 1.883; Rank: 29.41%)第一或通訊作者
  • Lin, C.-S., Liu, N.-T., Liao, D.-C., Yu , J.-S., Tsao , C.-H., Lin, C.-H., Sung, C.-W., Jane, W.N., Tsay, H.-S., Chen, J. J.-W., Lin, N.-S., Chang, W.-C., and Lin, C.-C.. Differential Protein Expression of Two Photosystem II Subunits, PsbO and PsbP, in an Albino Mutant of Bambusa edulis with Chloroplast DNA Aberration. JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 2008;133:270-277 (SCI). (Impact factor: 0.972; Rank: 39.13%)第一或通訊作者
  • Lee, J.-D., Huang, P.-C., Lin, Y.-C., Kao, L.-S., Huang, C.-C., Kao, F.-J., Lin,C.-C., and Yang, D.-M.. In-Depth Fluorescence Lifetime Imaging Analysis Revealing SNAP25A-Rabphilin 3A Interactions. MICROSCOPY AND MICROANALYSIS 2008;14:1-12 (SCI). (Impact factor: 2.992; Rank: 11.11%)第一或通訊作者
  • Lin, C.-C., Huang, C.-C., Lin, K.-H., Cheng, K.-H., Yang, D.-M., Tsai, Y.-S., Ong, R.-Y., Huang, Y.-N., and Kao, L.-S.. Visualization of Rab3A Dissociation during Exocytosis–A Study by Total Internal Reflection Microscopy. JOURNAL OF CELLULAR PHYSIOLOGY 2007;211(2):316-326 (SCI). (Impact factor: 4.313; Rank: 10.81%)第一或通訊作者
  • Lin, C.-C., Tsai, Y.-S., Lin, Y.-S., Chiu, T.-Y., Hsiung , Lee, M.-I., Simpson, J.C. and Hsu, C.-N.. Boosting Multiclass Learning with Repeating Codes and Weak Detectors for Protein Subcellular Localization. BIOINFORMATICS 2007;23(24):3374-3381 (SCI). (Impact factor: 4.328; Rank: 6.90%)第一或通訊作者
  • Ku,T.-C., Huang, Y.-N., Huang, C.-C., Yang, D.-M., Kao, L.-S., Chiu, T.-Y., Hsieh, C.-F., Wu, P.-Y., Tsai, Y.-S. and Lin, C.-C.. An Automated Tracking System to Measure the Dynamic Properties of Vesicles in Living Cells. MICROSCOPY RESEARCH AND TECHNIQUE 2007;70:119-134 (SCI). (Impact factor: 1.883; Rank: 29.41%)第一或通訊作者
  • Lin, C.-S., Cheng, M.-J., Hsiao, H.-W., Hong, P.-I., Jheng, F.-Y., Lin, C.-C. and Chang, W.-C.. Stamen-less inflorescence proliferation of Bambusa edulis. SCIENTIA HORTICULTURAE 2005;107:76-80 (SCI). (Impact factor: 0.859; Rank: 56.52%)第四或以後作者
  • Lin, C.-S., Lin, C.-C. and Chang,W.C.. Effect of thidiazuron on vegetative tissue-derived somatic embryogenesis and flowering of bamboo Bambusa edulis. PLANT CELL TISSUE AND ORGAN CULTURE 2005;76:76-82 (SCI). (Impact factor: 1.017; Rank: 53.85%)第二作者
  • Yang, D.-M., Huang, C.-C., Kao, L.S., Lin, C.-C., Chi, C.-W., Lin, H.Y., Tsai, D.P., Lee, C. H. and Chiou, A.. An evanescent approach for mitochondrial function assay of living cells. NANOMEDICINE 2005;1:286-292 (SCI). (Impact factor: 6.093; Rank: 6.25%)第四或以後作者
  • Yang, D.-M., Lin, C.-C., Lin,H. Y., Huang, Ch.-C., Tsai, D. P., Chi, C.-W. and Kao,L.-S.. Dynamics of mitochondria and mitochondrial Ca2+ near the plasma. ANNALS OF THE NEW YORK ACADEMY OF SCIENCES 2005;1042:163-167 (SCI). (Impact factor: 2.303; Rank: 19.05%)第一或通訊作者
  • Lin, C.-S., Lin, C.-C. and Chang, W.-C.. In vitro flowering of Bambusa edulis and subsequent plantlet survival. Plant Cell Tissue and Organ Culture 2003;72:71–78 (SCI). (Impact factor: 1.017; Rank: 53.85%)第二作者
  • Lin, C.-S., Chen, C.-T., Lin, C.-C. and Chang, W.-C.. A method for inflorescence proliferation. Plant Cell Reports 2003;21:838-848 (SCI). (Impact factor: 1.946; Rank: 28.21%)第三作者
  • Yang, D.-M., Huang, C.-C., Lin, Y.-H., Kao, L.-S., Chi, C.-W., Tsai, D.-P. and Lin, C.-C.. Tracking of secretory vesicles of PC12 cells by total internal reflection fluorescence microscopy. Journal of Microscopy-Oxford 2003;209:223-227 (SCI). (Impact factor: 1.409; Rank: 66.67%)第一或通訊作者
  • Lanoix, J., Ouwendijk, J., Lin, C.-C. ,Stark, A., Love, H.D., Ostermann, J. and Nilsson, T.. GTP hydrolysis by arf-1 mediates sorting and concentration of Golgi resident enzymes into functional COP I vesicles. EMBO Journal 1999;18:4935-4948 (SCI). (Impact factor: 8.295; Rank: 7.27%)第三作者
  • Lin,C.-C., Love, H.D., Short, C.S. and Ostermann, J.. Transport Golgi enzymes from Golgi-derived vesicles to ER-Golgi intermediates. Journal of Cell Biology 1999;147:1457–1472 (SCI).(Impact factor: 9.12;Rank: 10.83%)第一或通訊作者
  • Love HD, Lin CC, Short CS, Ostermann J. Isolation of functional Golgi-derived vesicles with a possible role in retrograde transport. J Cell Biol. 1998 ;140:541-51 (SCI). (Impact factor: 9.12; Rank: 10.83%)第二作者