學位論文
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Item 中藥配方顆粒劑B307對運動與代謝的影響(2021) 莊泰源; Chuang, Tai Yuan人類使用草藥已有數千年的歷史，長期以來亞洲人也經常使用中草藥來治療各種疾病。在臺灣，近年來也開始用現代科學的角度研究中草藥對身體功能的影響。目前已有許多研究結果顯示：中草藥能夠增促進改善運動期間代謝功能的調節以及增進運動的表現。因此，中草藥的應用也漸漸受到運動科學領域的重視。本論文以人參、丹參、五味子、麥門冬等四種中草藥組成的中藥配方顆粒劑B307作為增補劑，利用細胞與動物模式，探討中藥B307對運動表現與代謝功能調節的影響。論文第一部分實驗首先利用SH-SY5Y人類神經瘤母細胞與H9c2大鼠心肌细胞模式，檢視B307對神經與心肌細胞放電表現與細胞內鈣離子流的影響，實驗結果發現B307處理會顯著增加SH-SY5Y神經細胞放電表現與H9c2心肌細胞的鈣離子內流強度。論文第二部分實驗使用鴿子離體胸大肌模式，檢視B307對鴿子離體胸大肌的收縮力量與疲勞曲線的影響，實驗結果發現鴿子餵食中藥B307二週後，離體胸大肌的收縮力量與疲勞曲線明顯大於空白處理的鴿子胸大肌，而且較不容易產生疲勞。綜合實驗第一、二部份結果，說明B307可以透過增加神經細胞放電表現與心肌細胞鈣離子內流來增強鴿子胸大肌的運動表現。論文第三部分實驗使用去甲狀腺大鼠作為實驗動物，檢視餵食B307後，是否可以明顯改善代謝功能低下的症狀？實驗結果發現甲狀腺大鼠餵食中藥B307二週後，可以有效緩解大鼠甲狀腺切除引起的心肺運動功能障礙，實驗第三部份結果說明B307可以作為緩解甲狀腺切除引起的心肺運動功能障礙的替代醫療。綜合上述結果，我們認為以人參、丹參、五味子、麥門冬等四種中草藥組成的中藥配方顆粒劑B307，應該可以作為增強運動與代謝生理功能的增補劑。Item Item Item 以斑馬魚為動物模式研究奈米金屬對離子細胞之毒性(2021) 李致穎; Lee, Chih-Ying在21世紀，奈米科技快速發展，應用廣泛，而這也同時增加了人類接觸各種不同奈米顆粒的機會，因此針對其毒性的研究，也相形越來越重要。而其中，金屬奈米顆粒對於魚類離子細胞的潛在毒性仍未有充分的研究。本篇研究是以斑馬魚胚胎為動物模式，探討奈米銀和奈米銅對斑馬魚胚胎皮膚上的離子細胞功能之毒性作用。實驗方式是將斑馬魚的胚胎分別浸泡於奈米銀和奈米銅96小時（受精後4〜100小時(hpf)）後，檢測其全身離子含量及皮膚上離子細胞的數量和功能。暴露於奈米銀96小時後，全身Na離子和K離子含量在奈米銀濃度為3 mg/L組別中顯著下降，而Ca離子含量在濃度 ≥ 0.1 mg/L時下降。以Scanning ion-selective electrode technique(SIET)檢測胚胎皮膚的H離子分泌功能，發現在3 mg/L時功能顯著降低。以rhodamine 123（粒線體標記）來標記離子細胞，其密度在1和3 mg/L時分別降低了25%和55%，而離子細胞外觀也從橢圓形變形為棘狀形。進一步以抗體標記染色的方式檢測不同離子細胞亞型，發現奈米銀對富含H+-ATPase的HR細胞和富含Na+/K+-ATPase的NaR細胞造成不同的損傷。進一步使用掃描電子顯微鏡觀察離子細胞，其頂端開口有明顯的萎縮，這和正常功能的喪失相關。另一方面，斑馬魚胚胎暴露於奈米銅後，觀察到相同的趨勢。濃度在 ≥ 0.1 mg/L時，全身Na離子和Ca離子含量顯著降低，而在 ≥ 1 mg/L時，K離子含量降低。而濃度 ≥ 1 mg/L時，胚胎皮膚的H離子排泄功能顯著降低。在奈米銅濃度 ≥ 0.1 mg/L時，用rhodamine 123標記的活離子細胞數量顯著減少。使用掃描電子顯微鏡觀察離子細胞，其頂端開口同樣有明顯的萎縮。我們也以免疫染色方式進行離子細胞亞型(HR細胞和NaR細胞) 標記，兩者都在濃度 ≥ 1 mg/L時降低。透過檢測離子轉運蛋白/通道和鈣離子調節激素mRNA表現量，發現功能的損傷也藉由基因表達的變化反映出來。綜合以上結果證實在斑馬魚胚胎早期，奈米銀和奈米銅對其皮膚離子細胞會產生毒性和並影響其離子調節的功能。由於斑馬魚離子細胞和人類腎臟細胞，在生理功能上和對環境變化的調節反應上都有高度的相似，故此一結果也提醒我們奈米金屬對人類的腎臟細胞可能有潛在毒性。Item 以斑馬魚側線毛細胞作為研究耳毒性物質之動物模式(2021) 顏秀如; Yen, Hsiu-Ju隨科技進步，奈米物質使用日益增加，其中奈米銀和奈米銅是其中最被廣泛使用的奈米材料，多應用於治療劑、抗菌劑、化妝品或工業之用。而曾被限用於局部治療之高腎毒性抗生素colistin，隨著革蘭氏陰性細菌之抗藥性出現，以及後線有效抗生素之短缺，全球使用量亦隨之上升。近年來，許多研究開始發現各種藥品、抗生素和個人護理產品存在於各式水域系統，被公認為屬於新興的環境污染物。隨著奈米顆粒廣泛使用以及colistin後線抗生素全球用量的不斷攀升，並以各種方式進入環境及水域系統。此類新興環境汙染物暴露之可能性，及其對生物或環境的毒性影響也是我們亟需思考的問題。然而目前並無適當的毒理研究證實此類新興環境汙染物對水生動物的負面影響，特別是耳毒性方面之研究。 由於魚類側線系統位於皮膚，會直接暴露外來物質，且其側線毛細胞於表面易於觀察，加上側線神經丘中之毛細胞的結構及功能與人類內耳的機械感官性毛細胞極為相似，故其側線系統之毛細胞應可作為測試潛在有毒物質之耳毒性的合理模式。在本研究中，我們使用斑馬魚胚胎之側線毛細胞，以研究早期暴露此類新興環境汙染物對斑馬魚胚胎本身及其側線毛細胞之影響。我們將斑馬魚胚胎自受孕後連續暴露96小時於不同濃度之特定環境污染物（包括抗生素colistin、奈米銀、奈米銅），觀察其存活率、胚胎孵化率、外觀及側線毛細胞的數量及功能影響。 抗生素colistin之暴露明顯降低了胚胎存活率，此降低與其濃度具明顯相關性；暴露於抗生素colistin 96小時後50％致死之濃度（LC50）值為3.0 μM或3.5 mg/L，但並未改變其孵化率和體長。同時，經由觀測FM1-43標記之毛細胞數量下降，及使用掃描式離子選擇電極技術偵測側線毛細胞處之鈣離子流減少，證實抗生素colistin於濃度≥ 0.1 μM時，已影響其側線毛細胞之功能。以此斑馬魚胚胎側線毛細胞模式，亦發現常見的奈米銀、奈米銅造成斑馬魚胚胎之存活率下降，此降低亦與暴露濃度具明顯相關性；暴露於奈米銀、奈米銅96小時之LC50分別為6.1 ppm（56.5 μM）和2.61 ppm（41.1 μM）。當奈米銀濃度≥ 1 ppm（9.3 μM）或奈米銅濃度≥ 0.01 ppm（0.16 μM），FM1-43標記的毛細胞數量會開始減少，並出現微觀結構改變；當奈米銀濃度≥ 0.1 ppm（0.9 μM）或奈米銅濃度≥ 0.01 ppm（0.16 μM），雖毛細胞數量無顯著下降，但掃描式離子選擇電極技術測得之毛細胞鈣離子流已經開始明顯下降。 此研究證明，藉助以掃描式電子顯微鏡觀測FM1-43標記之斑馬魚側線毛細胞數量，合併掃描式離子選擇電極技術測量之毛細胞功能，來作為研究耳毒性物質之斑馬魚模型之可行性。Item 是害蟲也是獵物-探究鼠類在避敵反應和農業生態系中的雙重角色(2021) 王意安; Ian Nicholas Best鼠類，一個無所不在又分布廣泛的分類群，是許多捕食者的獵物，因此有許多研究試圖研究鼠類被掠食的風險。這些小型哺乳類動物具有躲避掠食者的行為，包括辨別掠食者氣味以避免被取食。然而，不同物種對風險的反應不同，反應機制可能與生理、形態以及生活史特徵有關。在不同的狀況下，物種的行為可能與生活史步調(Pace-of-life)有關，生活史步調從快到慢，以及行為由大膽到謹慎。另一方面，因為齧齒類會造成全球農業巨大損失，也有研究試圖結合被獵食風險來降低鼠害；相較於傳統上利用的化學防治方法，如滅鼠藥的利用，這種方法對環境較為友善，也可降低對非防治目標野生動物的傷害。 本論文的一大部分在檢測掠食者氣味，引發野外族群不同鼠種躲避掠食者行為。另一部分則是調查一個農業地區鼠類對不同作物的影響，以及農民利用滅鼠藥和其他化學防治的比例。 第一個研究計畫中(第二章)，我探討在台灣東部的花蓮，四種鼠類暴露在不熟悉環境，以及非共域掠食者—石虎(Prionailurus bengalensis)氣味後的行為反應。這四種老鼠包括三種原生鼠種(田鼷鼠Mus caroli, 赤背條鼠Apodemus agrarius, 小黃腹鼠Rattus losea)，和一種外來入侵種(緬甸小鼠Rattus exulans)。這些老鼠被放置在實驗室內進行連續兩晚的實驗。結果發現鼠類面對掠食者氣味，避敵行為的時間並不會增加。然而，面臨風險，物種間的行為有所差異，體型較小的物種較為大膽，較大的物種則較為謹慎。結果符合生活史步調假說，生活史特徵和抵抗掠食者行為有關。 第二個研究計畫，我使用放棄密度(giving-up density)實驗，配合自動照相機的使用，在有石虎出沒的苗栗縣，研究間接(植被覆蓋程度)與直接(掠食者氣味)被捕食風險訊息如何影響野外鼠類的覓食行為。比較包括原生石虎、引入的家貓(Felis catus)和台灣沒出現的短尾貓(Lynx rufus)這些掠食者的氣味對於老鼠群聚是否有不同的影響。結果顯示，老鼠造訪食物站和取食的次數，以及種子被取食程度，不會受到任何一種掠食者氣味的影響，但卻會受到微棲地所影響：和空曠暴露的地方相較，有植被覆蓋的棲地，老鼠取食較多種子。另外，自動照相機發現，體型小的鼠種(A. agrarius)在行為上較體型大的物種(R. losea)大膽。本章結果和第一章結果類似，同樣較支持行為與生活史步調有關。 在第四章中，我訪問苗栗縣農業地區的農民，鼠類危害的程度，相關農害防治措施，農民對鼠類的態度，以及改變農害防治方法的意願。結果顯示老鼠對於稻米的危害最為嚴重，對蔬菜和水果則較無害。此外，只有三分之一的農民指出他們目前有使用滅鼠藥，但有三分之二的農民有使用其他種農藥。是否使用滅鼠藥和種植作物種類以及鼠害程度有關。和預期相符，當農民覺得鼠類危害很大時就比較會使用滅鼠藥。儘管使用滅鼠藥的農夫不多，但是大部分受訪者對於老鼠持負面的觀感，且與鼠類的危害程度相關。此外，對鼠類有負面觀感的農夫更傾向於會使用滅鼠藥，因此，過去鼠害的經驗與農人的態度決定了防治的措施。同時，滅鼠藥的使用可能反應了鼠害相當嚴重。另一方面，農民雖然支持減低滅鼠藥和殺蟲劑的使用，但並不願意完全不使用這些化學藥劑。適當的獎勵措施可能使農民採用生態友善農法。 本論文的第二章及第三章發現，掠食者的氣味，即使是原生石虎的氣味，也不會引發老鼠的禦敵行為和抑制覓食活動。種間，甚至是個體間行為的差異，會影響對風險的反應。因此，利用創造「恐懼地景」來作為生態防治策略可能不是最有效的方法，未來還需要更加了解如何利用掠食者風險為基礎的鼠類防治策略。同時，不同鼠種之間的行為差異，可能造成不同的鼠害問題。根據本論文第四章對農民的調查，開發整合性生態防治措施是有潛力的，但是，如何發展有效的策略還需要更多的研究。Item 缺氧前處理或抗氧化水給予以降低氧化損傷之策略應用(2020) 周蓓莉; Chou, Pei-Li嚴重缺氧/缺血會引起組織病理變化和細胞死亡,重複缺氧前處理(HP)可防止隨後嚴重的缺氧/缺血壓力。我假設缺氧前處理可以經由與1α缺氧誘發因子(HIF-1α)/活性氧(reactive oxygen species, ROS)相關的防禦機制來保護大鼠肝臟免於受到缺血/再灌注損傷。過多的活性氧（ROS）透過增加凋亡相關的Bax/Bcl-2比例可能會引發十二指腸和腎臟損傷。含有溶解氫分子的抗氧化水（antioxidant water, AW）具有安全的抗氧化活性,可保護十二指腸組織和腎臟免受氧化損傷。 缺氧前處理是讓雌性Wistar大鼠進入低壓缺氧室(5500米,每天15小時),而其他大鼠則保持在海平面高度(SL)。夾住大鼠的肝門靜脈導致肝缺血45分鐘,然後重新輸注6小時。我以70μL, 100％的醋酸,刺激十二指腸粘膜表面10秒建立了雌性Wistar大鼠十二指腸潰瘍模型。大鼠接受5/6腎臟移除術來引發慢性腎衰竭。我使用通過鎂合金濾心的含氫抗氧化水體外實驗來評估清除過氧化氫和次氯酸活性能力以及體內實驗探討飲用抗氧化水對醋酸誘發大鼠十二指腸潰瘍的影響。我使用西方墨點法和硝基藍四氮唑(NBT)/3-硝基酪氨酸(3-NT)染色來評估細胞核萃取物中的1α缺氧誘發因子、錳超氧化物歧化酶(MnSOD)、銅鋅超氧化物歧化酶(CuZnSOD)、過氧化氫酶、Bad、Bcl-xL、Caspase 3、聚腺苷酸二磷酸核糖基聚合酶(PARP)、Bax/Bcl-2、粒線體Bcl-xL和細胞質細胞色素C的表現量。透過免疫細胞化學法觀察庫佛氏細胞浸潤和TUNEL檢測細胞凋亡。通過超靈敏的化學發光放大法檢測肝腎表面、膽汁和血液的活性氧數值。檢測血漿中的ALT和AST值來評估肝功能。我測量了醋酸誘導大鼠十二指腸潰瘍的十二指腸近端黏液中的錳超氧化物歧化酶量。 隨著缺氧前處理的時間,細胞核轉譯1α缺氧誘發因子、Bcl-xL、錳超氧化物歧化酶、銅鋅超氧化物歧化酶、過氧化氫酶蛋白表現顯現增加。缺氧前處理誘發增加的肝臟1α缺氧誘發因子和Bcl-xL表現可以經由1α缺氧誘發因子抑制劑YC-1而抑制。肝缺血/再灌注增強了細胞Bad轉錄到粒線體,細胞色素C釋放到細胞質, 並活化Caspase 3/聚腺苷酸二磷酸核糖基聚合酶相關的細胞凋亡, 造成活性氧、骨髓過氧化酵素活性、 庫佛氏細胞浸潤、ALT和AST值增加。缺氧前處理顯著改善肝缺血/再灌注引發的氧化壓力、細胞凋亡、粒線體和肝臟功能障礙。與蒸餾水或自來水相比, 抗氧化水含有約50 ppb的溶解氫分子, 顯示出較低的氧化還原電位（-150 mV）和有效清除過氧化氫而不是次氯酸的活性。醋酸損傷1天和3天引起體重減輕並導致嚴重的十二指腸潰瘍和膠原蛋白沉積。與自來水飲用相比,每天飲用抗氧化水可以顯著緩解體重減輕和十二指腸纖維化,有效保留十二指腸完整性和錳超氧化物歧化酶量。我的電解還原水溶解了35ppb氫, 酸鹼pH值大於9.0。體外和體內結果顯現,慢性腎功能衰竭增加了活性氧, Bax/Bcl-2比例、Caspase 3表現和細胞凋亡,進而導致腎損傷。在腎臟表面檢測到的活性氧量與腎組織和血液中硝基藍四氮唑沉積相關,如果每天攝入電解還原水就會減少。 總之, 缺氧前處理增強了缺氧誘發因子1α /活性氧相關反應, 增強粒線體 Bcl-xL 蛋白表現,保護肝臟免受缺血/再灌注損傷。飲用抗氧化水可以透過溶解的氫分子直接清除自由基的能力來提供十二指腸保護以及減少慢性腎衰竭產生的大量活性氧和細胞凋亡。Item 以輔助療法口服多種氨基酸補充液增加小鼠肉瘤化學治療藥物效用的研究(2020) 姚建安; Yao, Chien-An本研究探討了口服大豆衍生的多種氨基酸（MAA）對低劑量cyclophosphamide（CTX）的治療反應以及腫瘤負荷，細胞凋亡和自噬的潛在機制和作用。使用嚴重的聯合免疫缺陷（SCID）小鼠，並注射入肉瘤180（S-180）細胞。測量對肉瘤生長的反應，使用了3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine)或Atg5的siRNA剔除 (siRNA knockdown)。將植入肉瘤細胞，CTX和口服鹽水的小鼠與植入肉瘤細胞，CTX和口服大豆衍生MAA補充劑的小鼠進行比較。結果顯示大豆衍生的MAA補充劑可顯著降低總體肉瘤負擔，增加caspase 3表現和Bax / Bcl-2比率，以及細胞凋亡，並降低LC3 II為媒介的自噬。用3-甲基腺嘌呤或Atg5 siRNA處理在上調(upregulating)細胞凋亡和下調(downregulating)細胞自噬方面，顯示與CTX加大豆衍生的MAA補充劑有類似的反應。低劑量的CTX結合口服大豆衍生的MAA補充劑經由上調細胞凋亡和下調細胞自噬具有強烈的抗腫瘤作用。Item Item 干擾素誘導四肽重複蛋白5 (IFIT5) 在神經膠質母細胞瘤的細胞增殖與移動所扮演的角色(2021) 陳亭均; Chen, Ting-Chun多型性神經膠質母細胞瘤 (Glioblastoma multiforme，GBM) 是成人最常見且最為惡性的原發性腦癌，以高復發率和低5年生存率著稱，目前還沒有發現有效的治療方法。現在主要的治療方式是以手術切除合併化療和放射治療。之前研究表明，神經膠質母細胞瘤之癌幹細胞 (Glioblastoma stem cells, GSCs) ，與腫瘤之增生、轉移、抗藥性及預後復發有關。若能針對調控神經膠質母細胞瘤之癌幹細胞(GSCs)的生長維持機制，找出抑制腫瘤生長的方法，將會是治療多型性神經膠質母細胞瘤(GBM)的新方法。IFIT5 (Interferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 5)是IFIT protein家族的一員，為細胞在病毒防禦上的重要蛋白質。IFIT5在細胞表面肌動蛋白絲(actin)豐富處表現。實驗室之前的研究使用OncoLnc分析TCGA資料庫發現不論在神經膠質母細胞瘤或其他低程度神經膠質瘤中，高表現IFIT5的患者有較低的整體存活率。為研究IFIT5在神經膠質母細胞瘤的功能，本實驗利用U87-MG此種多型性神經膠質母細胞瘤及其過度表現IFIT5的細胞株發現，過度表現IFIT5會抑制多型性神經膠質母細胞瘤及其癌幹細胞的增殖和移動能力。