我們主要的興趣在研究調控神經傳導與神經網路發育的分子機制。藉由結合分生生化技術、細胞組織培養及基因轉染、活體基因轉染、電生理與即時影像技術，探討神經細胞內各種分子組成與生理功能的關係；藉由新的分子機制的發現，盼為臨床醫學開拓新視野，促進新醫療方法產生。 

　　在神經傳導領域方面，我們發現胞吐作用的融合孔組成蛋白(SNAP-25) (submitted)及調控蛋白(Cysteine string protein) (Chiang et al., PLoS One, 2014) 經由細胞內不同次級信使(cAMP 與Ca2+)引發的訊息傳遞路徑(PKA 與PKC)會造成不同的磷酸化結果，可即時影響胞吐作用的動態，改變神經傳導物質釋放的速率， 提供神經傳導為何能因應細胞環境產生多樣性的原因。此外，為進一步釐清不同蛋白如何影響中樞神經系統功能，我們建立成鼠基因轉染技術，將基因轉染至成年雄鼠的下視丘–腦下腺後葉(Hypothalamic-neurohypophsis system)中,發現在神經細胞株的突觸囊泡(Synaptic vesicle)專屬蛋白(Synapsin Ia)會影響催產素在下視丘– 腦下腺後葉系統中的釋放(in preparation) 。此現象是透過 Synapsin Ia 與 Synaptophysin 的交 互作用,進而影響緻密囊泡 (Dense-core vesiclse) 釋放(submitted)。目前，我們開始以此套活體成鼠基因轉染技術結合系統生物學方法， 研究在帕金森氏病中 α-Synuclein 的聚集在不同病程時期中的分布，為何導致多巴胺神經元死亡的原因，期待找出新的機制。 

　　在神經網路發育領域方面，我們探討在視覺系統中模式化自發性放電現象(即視網膜波)的發生機制與影響；目前發現下列因素會影響視網膜波的產生：

1. 藉由引介 Synaptotagmin I 鈣離子結合位的點突變株至發育中視網膜突觸前神經元， 足以改變視網膜波的頻率與大小，首次發現突觸前神經元的胞吐作用調控蛋白可以改變整體神經網路的傳播性質(Chiang et al., PLoS One, 2012)。

2. 視網膜突觸前神經元的腺苷酸受器 (A2A receptor) 可藉由其蛋白質 C 端進而調控視網膜波的頻率(Huang et al., PLoS One, 2014)。

3. 神經傳導物質 GABA 可持續改變發育神經元的可興奮性，以調控模式化自發性放電現象(Lu et al., Molecular Neurobiology, 2014)。

4. 在視網膜波中間靜止時期，PKA 活性會突然增加，但下游可調控視網膜波的 PKA substrate 迄今未明。我們發現胞吐融合孔組成蛋白(SNAP-25b)隨視網膜發育成熟表現量上升，並且 SNAP-25 被 PKA 磷酸化會抑制視網膜中的模式化自發性放電現象與視覺神經網路的發育；因此，藉由直接調控視網膜內神經元的蛋白質磷酸化，即可調控視網膜波，進而全面影響視神經至中樞的網路發育(Hsiao et al., PNAS, 2019)。 

　　除此之外，我們研究在發育的關鍵時期，是否存在著重要的決定因子可調控視神經網路的發育? 為驗證此一假設，我們使用單一視神經元檢測方法，分析單一視網膜節神經元內模式化自發性放電現象與其轉錄之基因的相關性，發現Synaptotagmin III 的表現量在發育關鍵時期會突然顯著地上升，若降低其表現會導致視神經網路發育的缺陷，這些作用需要透過鈣離子結合至 Synaptotagmin III 的特殊位點；更進一步發現 Synaptotagmin III 在細胞株中不但可調控 intracellular vesicles 的釋放，更可以調控 extracellular vesicles 的釋放，顯示 Synaptotagmin III 在發育關鍵時期的出現可能具有極為重要的生理意義(the annual meeting of the society for neuroscience 2011-2012, 2014-2018; manuscript in preparation)；這些結果證實神經網路發育的關鍵時期存在著重要的決定因子，干擾這些重要決定因子，會導致神經網路發育的缺陷，可能與自閉症、思覺失調症的發生有關。 

近年研究主題

• 神經傳導與發育的分子機制