胚胎發育是一個複雜的動態過程，更是一個迷人的研究課題。單倍體配子成熟後，精卵結合形成雙倍體之合子，合子卵裂形成多細胞胚，內中外三個胚層則在在囊胚期形成。之後依循著前後、背腹及左右體軸進行包括神經及心血管各類器官生成以形成一個全新成熟之個體來繁衍下一代。在這一連串過程中各個細胞基因體之個別基因活性必須在胚發育期間被精準地調控以發育成形態功能正常之個體，任何一個錯誤都可能造成個體之缺陷甚至死亡。我們實驗室即利用分子生物及胚胎學之方法輔以現代體學及顯微鏡顯影技術來研究斑馬魚胚發育過程之基因網絡及訊息傳遞機制。 

斑馬魚模式

　　斑馬魚為新興脊椎動物模式物種，其早期胚快速分裂(每十五分鐘一次)、腔腸化、神經及大部分器官於 2-3 天內大致發育完成，而其早期胚體透明極適合各類組織學及細胞學之研究。其基因體已被完全定序，包括基因轉殖、突變誘導、基因弱化、 剔除及各類體學生物資訊等方法也都可在斑馬魚進行，更由於其世代間距短 (3 個月)、體型小 (約一吋) 可大量飼養、胚數量多(約 200 顆) 且可多次重複產卵，使斑馬魚相較於其他脊椎動物如小鼠在發生學及遺傳學上之研究佔有相對優勢。再者斑馬魚基因與人及其他哺乳類基因相當類似，斑馬魚有至少 70%人類疾病相關之同源基因，因此許多種不同疾病相關模式也在斑馬魚被建立，這也奠定其在醫學研究之地位。 

腔腸化

　　斑馬魚胚早期分裂及腔腸化 (Gastrulation) 主因細胞骨架蛋白質，肌動蛋白 (actin) 及微管 (microtubule) 動態變化。肌動蛋白絲及微管變化主要調節因子之一為小三磷酸鳥苷水解脢 (small GTPases) 即 Rho、Rac 及 Cdc42，及其上下游訊息傳導因子，我們過去一系列之研究利用藥理性抑制及基因弱化方法證明了Rho 及其下游因子 ROCK、diaphanus 2 及肌動蛋白結合蛋白 profilin 及 cofilin 均為斑馬魚胚細胞質分裂及卵黃包覆 (epiboly) 和腔腸化過程中細胞遷徙所必須之因子，後續我們將持續探討 Rho、Rac 及 Cdc42 及其上下游訊息傳導因子 (如Wnt 及 FAK) 在斑馬魚腔腸化之調控機制。

胚體軸決定與器官發育調控 

　　胚胎形態發育及後續器官之生成端賴早期體軸適時之正確建立，體軸不正常常導致早期胚死亡或後續之個體缺陷，因此胚體軸決定與發育調控為發生生物學重要之基礎議題。在我們先前的研究中，我們發現弱化水解磷酯酸 (lysophosphatidic acid, LPA) 的一個受體基因 lpar3 導致幼魚產生心臟及其他器官左右不對稱之缺陷，進一步之試驗證實 LPA 可能經由調控庫式泡 (Kupffer's Vesicle) 來調控胚體軸之左右不對稱性，而影響後續包括心臟等器官之錯置及功能異常。再則我們也發現了另一個 LPA 受體 Lpar1 是斑馬魚淋巴管發育所必需，然而 LPA 在胚發育過程之生成調控卻仍未知，這也是我們未來的研究課題。 

低溫誘導轉錄體及微核醣核酸分析

　　臺灣冬季寒流侵襲常導致氣溫之急遽下降而造成大量養殖魚類之死亡及經濟上之損失，因此魚類低溫生物學及其應用長久以來一直是台灣水產養殖管理之重要課題。前人之研究已找到幾個冷誘導基因，也利用基因微矩陣之方法瞭解在冷適應下較全面性之基因表現變化。然而冷適應為較緩和之方法，無法全然反應寒流氣溫急遽變化下之反應。因此我們利用次世代定序法來探討在急遽低溫變化下觀察斑馬魚幼魚之生理反應及基因表現變化。本試驗之完成將有助於我們瞭解急遽低溫在斑馬幼魚所導致之生理、基因調控及其影響所及之訊息網路變化。更重要的是，此一系統性之研究未來將可能提供我們建立多個可抗寒害之魚類模式，對未來漁業寒害管理將有重大助益！

斑馬魚人類疾病模式之建立

　　如前述斑馬魚為最近人類疾病相當重要之模式動物，與台大醫院醫師合作我們已成功建立芳香族 L-胺基酸類脫羧基酶缺乏症一種小兒罕見疾病的斑馬魚模式，我們將目前也正利用 CRISPR/Cas9 之技術建立如人類心臟病及早衰症模式，並以之探討其致病機轉及可能治療方法。 

近年研究主題

• 　動物早期胚發育之訊息傳導機制