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Start date: 2010End date: 2019Subject: search.filters.subject.細胞凋亡

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    以癌細胞株與動物模式探討吲哚結構化合物對於腫瘤細胞的生長抑制及其機轉
    (2011) 黃信銘; Sin-Ming Huang
    　　背景：前人研究指出，多種吲哚類化合物具有抑制細胞分裂的效果，進而導致癌細胞的細胞週期停滯和細胞凋亡。我們實驗室先前的研究證明，3-indole這個新穎的吲哚結構化合物可在30M的濃度下，藉由粒線體途徑（mitochondrial pathway）引起肺癌細胞凋亡，並在動物模式中抑制腫瘤生長。目的：本篇研究探討低濃度3-indole（10M）對癌細胞造成的生長抑制及其分子機轉。另外，我們也發展了另一個新穎的吲哚類化合物—SK228。我們利用細胞及動物模式，探討其對癌細胞生長的影響及其分子機轉。結果：在以10M 3-indole處理A549、CL1-1及H1437肺癌細胞株之後，發現癌細胞生長被抑制，並且造成細胞週期停滯於G1期。3-indole引起的DNA損傷由Comet assay所驗證，並且數種DNA損傷反應蛋白質及G1期調控蛋白質（例如RB、p53、p21和 SMAD3）在3-indole處理後表現量增加。我們進一步發現，3-indole也會引起DNA損傷反應路徑—ATM/ATR路徑的活化；另外，活性氧自由基（reactive oxygen species, ROS）的抑制劑rotenone能降低3-indole引起的DNA損傷和ATM/ATR反應路徑的活化。這些結果指出，ROS在3-indole引起的癌細胞生長抑制中，扮演重要的角色；動物異種移植（xenograft）實驗進一步證明，3-indole在細胞模式中活化的反應路徑，亦可見於動物模式中。在SK228的研究中，我們發現該化合物可有效的抑制肺癌及食道癌細胞生長，而對於正常肺纖維母細胞則無明顯影響。在以SK228處理過的細胞中，觀察到代表細胞凋亡的「細胞膜內膜外翻」的現象，指出SK228會引起細胞凋亡。我們進一步驗證了，SK228藉由與DNA的結合、鑲嵌及產生ROS而造成DNA的結構改變及損傷。SK228的處理會促進cytochrome c從粒線體釋放至細胞質中，以及caspase-3 和 caspase-9的活化，但不影響caspase-8的活性，並且這些反應可被ROS的抑制劑rotenone所抑制。另外，BCL-2家族的蛋白質表現量及粒線體外膜的完整性，亦受到SK228的影響。我們更進一步發現，SK228藉由降低FAK/paxillin路徑及RhoA的活性而抑制癌細胞的轉移能力。另外，動物實驗也證明SK228可有效抑制腫瘤細胞的生長，並且沒有引起明顯的體重變化或血液學、生化學上的明顯傷害。而且，藉由TUNEL assay和免疫組織化學染色證明，SK228可在動物模式中誘發癌細胞的細胞凋亡，進而抑制腫瘤生長。結論：本實驗證明，低濃度3-indole會藉由產生ROS而造成DNA損傷，並引起ATM/ATR路徑和TGF-β/SMAD路徑的活化，進而使細胞產生細胞週期G1期停滯現象。另外，SK228會藉由造成DNA損傷及ROS的產生而誘使癌細胞經由粒線體路徑進行細胞凋亡，並且也證明SK228可以在低濃度下有效抑制癌細胞的轉移能力。
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    1. 抑制肺癌腫瘤細胞增生的新穎小分子藥物篩選及其反應機制2. 玫瑰樹鹼對肺癌細胞誘導Akt及p53核移動及生長抑制
    (2012) 游雅竹; Ya Chu Yu
    1.本論文使用肺癌細胞株為模式，自42個化學合成有機小分子，利用細胞生長速率測試 (MTT assay)，篩選出在低濃度下可以降低細胞生長速率之藥物。其中oxazoline衍生物MZ-01-059能夠有效在5 μM下降低A549細胞的生長速率。次由細胞群落分析證實MZ-01-059可以抑制癌細胞的增生。為了確認非小細胞肺癌的生長率下降是否與細胞凋亡相關，實驗再利用propidium iodide染色後DNA，進行後流式細胞分析，觀察細胞週期變化。實驗結果顯示MZ-01-059會讓具有野生型p53之細胞株A549及H460產生細胞凋亡。其中以H460細胞株較為顯著；但對不具有p53之H1299細胞，則會停滯在S及G2/M週期。另由二維流式細胞儀分析結果，確立H460肺癌細胞主要是以晚期細胞凋亡 (late apoptosis) 方式降低細胞存活率。由西方轉漬法鑑定與細胞凋亡相關的蛋白，發現MZ-01-059處理後細胞，會活化腫瘤抑制基因p53，此外也會使pro-caspase-3以及poly ADP ribose polymerase切割；而LC3-II (microtubule-associated protein 1 light chain 3) 在A549及H1299細胞株會增加，因此推斷這兩種細胞是先以細胞自噬保護細胞，再產生細胞凋亡，證實這個藥物所引發細胞凋亡與細胞自噬相關。本論文結果也顯示MZ-01-059能夠在低濃度下誘導活化在非小細胞肺癌引發不同程度的細胞凋亡，且與p53活化有關。 2.拓樸異構酶II抑制劑玫瑰樹鹼 (ellipticine) 為具有抑制癌細胞生長的抗癌藥物，本實驗室過去研究指出藥物可經由活化p53，使人類非小細胞肺癌A549細胞株凋亡。本論文持續探討細胞生長因子Akt對於p53進入細胞核的影響，研究使用轉殖p53質體至H1299的穩定細胞株 (HW16)。但當加入外源Akt會增加ellipticine對細胞生長的抑制效應，並讓sub G1週期細胞數目上升，而Akt及p53會被共同誘導移入細胞核內，DNA修補酶PARP也受到剪切。但將AktS473位點突變後，誘導產生的細胞凋亡會被抑制；而AktT308位點突變後抑制能力則較不明顯。Ellipticine所引發的細胞凋亡也與細胞自噬的形成有關，加入Akt後細胞內LC3-I轉換成LC3-II的比例增加，但當AktS473位點突變後，所誘導的細胞自噬也會降低。因此本研究顯示ellipticine所誘導產生的細胞凋亡是與Akt及p53移動至細胞核及細胞自噬形成有關，且AktS473位點的磷酸化對於藥物引發的細胞凋亡具有重要性。
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    三環藥物Teroxirone對非小細胞肺癌細胞增生機制的探討
    (2012) 林楷涵; Kai-Han Lin
    肺癌細胞依其組織型態可分為兩類:小細胞肺癌 (small cell lung cancer, SCLC) 以及非小細胞肺癌 (non-small cell lung cancer, NSCLC)，而其中大多數屬於非小細胞肺癌。目前在臨床治療上經常使用的抗癌藥物 (例如: camptothecin, doxorubicin, etoposide, cisplatin) 容易產生抗藥性，導致治療的困難，因此本文開發目前臨床上還未徹底了解，但具有抗癌效果的化合物。 研究目標是發展小分子且低劑量的三環氧化物teroxirone，了解teroxirone如何引發細胞凋亡。實驗以MTT及細胞群落分析 (colony formation assay) 確認teroxirone確實能降低非小細胞肺癌的存活率。接著要確認非小細胞肺癌細胞的存活率下降的確是由於細胞凋亡所造成。再利用單細胞凝膠電泳 (single cell gel electrophoresis (SCGE) / comet assay)，偵測teroxirone是否造成DNA 損傷。再利用propidium iodide (PI) 染色觀察teroxirone對細胞週期的影響，再利用二維流式細胞儀及DNA片段化實驗觀察teroxirone所誘導的細胞凋亡。 實驗結果顯示，teroxirone都會對NSCLC細胞造成不同程度DNA損傷，且細胞凋亡與p53的基因型有關。
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    營養缺乏對神經瘤母細胞轉殖入PPP2R2B的影響
    (2011) 李蕙芳; Hui Fang Li
    蛋白磷酸酶2A (PP2A) 是絲胺酸/酥胺酸去磷酸酶，由催化次單元、骨架次單元與調控次單元所組成的三體蛋白。其中PPP2R2B (Bβ)是特別作用在腦部的調控單元，會經由選擇性剪接後，生成兩種蛋白異構物：Bβ1與Bβ2。前者表現於細胞質中，後者表現於粒線體。過去研究顯示，異常表現PP2A的細胞與神經退化疾病的發生有關。過去本實驗室以SK-N-SH轉殖入Bβ1基因與Bβ2基因建立穩定細胞株。實驗顯示Bβ1與Bβ2是藉由細胞自噬(autophagy)方式維持細胞生存。過去的研究中發現，這類轉殖的穩定細胞會受外來氧化壓力的影響，並在細胞自噬相關基因失活時提高其細胞存活。 過去的研究中顯示，細胞株在飢餓壓力下，會以細胞凋亡維持細胞存活。本計畫以HBSS (Hank’s Balanced Salts Solution) 作為細胞飢餓壓力的來源。研究結果顯示轉殖Bβ1的SK-N-SH細胞在HBSS環境會促使細胞自噬。並試以細胞自噬抑制劑20μM 3-MA處理，發現3-MA可抑制因飢餓壓力所造成的細胞自噬，進而減少後續的細胞凋亡，而使細胞的存活提高，但是抑制lysosome及autophagosome的抑制劑Bafilomycin A1，則沒有減少後續細胞凋亡的效果。此外，添加胺基酸glutamine可以減少的細胞自噬，進而降低細胞凋亡，但非必需胺基酸(NEAA)則無此效果。 此項研究可對於研究神經細胞異常表現PPP2R2B後，在不同環境壓力下，提供更好的研究模式及瞭解細胞自噬生成機制。
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    環境壓力對於神經母細胞過度表現細胞質或粒線體PPP2R2B之影響
    (2012) 宋亭潔; Ting-Chieh Sung
    Protein phosphatase 2A (PP2A)是serine/threonine去磷酸酶的一種，能調節細胞的生長、存活和凋亡。哺乳類動物中，Bβ次單位PPP2R2B是PP2A在腦神經細胞中的專一表現的次表型。當 Bβ基因有所缺失或過度表現時，會造成神經細胞的病變。本研究使用可以持續且穩定過度表現細胞質PPP2R2B蛋白(Bβ1)及粒線體 PPP2R2B蛋白(Bβ2)的神經細胞株，觀察飢餓壓力、低氧環境和Tunicamycin(TM)等藥物引起的內質網壓力，對細胞表型的影響。 研究結果顯示Bβ1細胞在飢餓壓力下，其粒線體膜電位及存活率都會下降，而sub-G1期比例也有顯著提升，代表產生細胞凋亡。但若以細胞自噬抑制劑Bafilomycin A1預處理，則會抑制因飢餓壓力引起的細胞自噬，進而減緩後續的細胞凋亡，但3-methyladenine (3-MA)則無此效果。 另一方面，Bβ2細胞株的存活率會因為受到內質網壓力而有下降，由流式細胞儀及螢光免疫染色發現細胞內的酸性液泡會增多，代表有細胞自噬增加，但Bβ1細胞株則否。但以細胞自噬抑制劑3-MA先對細胞作前處理24小時後，再施以內質網壓力，則各Bβ2細胞株的sub-G1 期比例皆會降低，而酸性液泡胞器的密度也明顯降低。 此外，在低氧壓力對於過度表現PPP2R2B的蛋白，無論是細胞質或粒線體，皆會造成sub-G1 期上升，引發不同程度的細胞凋亡。 本論文針對過度表現PPP2R2B的細胞株分別由飢餓壓力、內質網壓力和低氧環境下，觀察細胞所產生的表型變化，模擬PPP2R2B過度表現之神經退化病變的產生，並瞭解病變機制，祈能對PPP2R2B相關疾病的研究與治療有所助益。
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    一、探討新穎Indolylquinoline衍生物誘導非小細胞肺癌細胞凋亡機制 二、鑑定具有清除肺癌幹細胞的藥物
    (2014) 巫佩岑; Pei-Tsen Wu
    一.過去研究利用MTT assay以非小細胞肺癌細胞 (non-small cell lung cancer, NSCLC) 為平台篩選了逾五百種小分子化合物，發現含有indole 及quinoline這兩種官能基的小分子化合物compound A，於低劑量下，會抑制A549及H460這兩株NSCLC細胞生長速率及抑制A549腫瘤生長，但對抑癌基因p53缺失的H1299細胞株則無影響，接著使用western blot, MTT及flow cytometry，證實此藥物會誘導表現野生型p53的細胞產生凋亡，但是p53缺失的H1299細胞對此藥物的敏感度較低，而且不會出現凋亡。本論文內容是繼續探討此藥物對NSCLC細胞的調控生長機制與p53基因型的相關性。實驗主要是將p53缺失的H1299，分別轉殖入p53 DNA-binding domain 位點突變的p53R267P以及野生型p53的細胞株，其次再使用MTT 實驗，發現以此藥物10 µM處理H1299轉殖野生型p53細胞48小時後的生長速率較轉殖p53R267P敏感度高35％，繼續使用propidium iodide及Annexin V進行實驗，證實轉殖野生型p53細胞生長率的降低，是細胞凋亡造成，但以此藥物10 µM處理H1299/p53R267P細胞48小時後，細胞凋亡數目比例較H1299/p53細胞降低39.2％，最後由western blot確認細胞凋亡與p53及其下游poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) 裂解及caspase-3活化的蛋白質相關。這些實驗結果證明此藥物對表現野生型p53的H1299/p53細胞有最佳的治療效果，且野生型p53功能在此藥物誘導的凋亡機制中扮演了重要角色。未來實驗中將持續探討compound A如何降低腫瘤細胞生長，實驗會以癌症類幹細胞為模式，持續研究抑制腫瘤生長及轉移的機制。 二.中草藥療法在近幾年被重視，因為以中草藥搭配放射療法能減低癌症病患副作用，提升體質。本實驗以可能具有較高轉移能力及抗藥性的肺癌類幹細胞為模式，研究中藥苦參 (Sophora flavescens) 、鴨膽子 (Brucea javanica)、夏枯草 (Prunella vulgaris) 及西藥teroxirone 如何抑制肺癌類幹細胞生長。本實驗觀察幹細胞表面標誌Nanog，確認肺癌類幹細胞平臺的建立，接續使用螢光顯微鏡觀察幹細胞在這些藥物處理下，H460, H1299/p53及A549肺癌類幹細胞會隨藥物濃度及時間增加，其數目及形狀明顯的變少及變小，表示具有抑制肺癌類幹細胞生長的潛力，最後再以western blot實驗確認teroxirone會誘導H460肺癌類幹細胞走向p53依賴的細胞凋亡路徑。於先前研究中已知夏枯草可降低肝癌細胞的轉移力，苦參及鴨膽子可抑制A549腫瘤生長，此外，低劑量的teroxirone可抑制肺癌細胞生長及誘導細胞凋亡，所以日後將持續以此類模式探討這些藥物是否能抑制肺癌類幹細胞生長以及降低轉移能力。
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    利用非小細胞肺癌細胞以及動物模式探討中草藥之治療潛力
    (2013) 韋會妤; Hui-Yu Wei
    非小細胞肺癌在肺癌中具有高發生率與致死率。文獻報導有許多中草藥含抑制腫瘤生長、血管新生和轉移的能力，同時伴隨較少的副作用。我們先前從十五種臨床上常用的中藥複方中，篩檢出三種對非小細胞肺癌細胞具有抑制能力的複方，分別為三號、五號及十四號藥方。已知此三種複方會造成A549細胞週期停滯進而抑制細胞的生長。我們更進一步使用非小細胞肺癌細胞株H460以及H520為細胞模式，評估這三種複方是否對非小細胞肺癌細胞具有一致的抑制效果，並以A549細胞株於雄性裸鼠進行腫瘤異種移植動物模式，以評估藥方的抗癌效果。在細胞模式中，我們利用細胞存活率(MTT assay)檢測十四號複方對非小細胞肺癌細胞株H460以及H520的半致死率，分別為4.5% 跟3.8%。此外，我們也發現十四號複方具有抑制細胞群落形成，以及造成細胞週期停滯在G1與G2的現象。在異種移植動物模式中，我們投予三種複方後發現三號以及十四號複方可減少腫瘤的大小，以西方墨點轉漬法進一步探討複方藥物處理的結果，我們發現這兩種複方可能藉由將腫瘤內細胞停滯在G2細胞週期以及誘導細胞凋亡的發生。本實驗的結果提供細胞以及動物實驗模式的結果顯示三號以及十四號複方可能具有抗腫瘤的潛力。
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    鑑定新藥物NCT016以治療阿茲海默症
    (2015) 游蕍甄; Yu Yu-Chen
    阿茲海默症（Alzheimer’s disease）是漸進性的神經退化性疾病，其病徵包括漸進性的記憶能力損失以及在大腦皮質和海馬迴等區域有類澱粉斑塊（amyloid plaque）產生。膽鹼性假說（cholinergic hypothesis）說明乙醯膽鹼（acetylcholine）的濃度下降會導致認知與記憶能力的損失。先前的研究顯示，當抑制乙醯膽鹼酯酶（acetylcholinesterase），水解乙醯膽鹼的酵素，可以提升腦部乙醯膽鹼的濃度，而改善AD病人腦中膽鹼神經（cholinergic neuron）之間的訊息傳導。目前用於治療AD的藥物當中乙醯膽鹼酯酶抑制劑仍佔有一席之地，其可改善病徵以及認知功能。所以本篇研究目的在於鑑定黃芩萃取物NCT016是否可以有效抑制乙醯膽鹼酯酶的活性來保護神經細胞的新穎藥物。本實驗使用的細胞模式是Tet-On Aβ42-GFP SH-SY5Y人類神經瘤母細胞，以及動物模式APP/PS1/tau的基因轉殖鼠來進行實驗。得到的初步結果顯示，在細胞模式中NCT016可以降低乙醯膽鹼酯酶的活性；藉由降低β-secretase （β-site APP-cleaving enzyme 1，BACE1）、類澱粉前驅蛋白C端片段蛋白（APP β-C-terminal fragments，β-CTF）和類澱粉蛋白（Aβ42）的表現量以減緩類澱粉蛋白產生途徑（amyloidogenic pathway）；增加粒線體膜電位並降低Bax/Bcl-2 ratio以改善粒線體的功能；降低cleaved caspase-9 和cleaved PARP的表現量避免細胞走向細胞凋亡（apoptosis）；並且增加神經纖維（neurite）的長度和複雜度以改善神經纖維生長（neurite outgrowth）。在動物模式中，NCT016可以改善基因轉殖鼠在空間上的學習與記憶能力以及短期記憶能力；降低其大腦中類澱粉前驅蛋白（APP）、BACE1和p-tau的表現量以及減緩粒線體調控的細胞凋亡路徑。總結來說，NCT016可作為治療阿茲海默症的藥物來抑制乙醯膽鹼酯酶的活性、類澱粉蛋白產生途徑和細胞凋亡路徑，並增加粒線體功能等。
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    鑑定新藥物NH040-1透過抑制神經細胞內質網壓力以治療第十七型脊髓小腦共濟失調症
    (2015) 鄭瑀萱; Yu-Hsuan Cheng
    第十七型小腦脊髓共濟失調症 (Spinocerebellar ataxia type 17; SCA17) 是一種由多麩醯胺(polyglutamine; polyQ)蛋白異常擴增所引起的神經退化性疾病，致病原因是在TATA box binding protein (TBP) 基因上CAG三核苷序列重複出現不正常擴增，因而轉譯出異常的polyQ蛋白表現；polyQ蛋白異常擴增造成蛋白質錯誤折疊及聚集(Aggregation)，另外未折疊及錯誤折疊蛋白若在內質網內堆積會引發內質網壓力 (Endoplasmic reticulum stress; ER stress)，而細胞會啟動未折疊蛋白反應 (Unfolded protein response; UPR) 保護機制以修復內質網功能，一旦壓力持續未解決，反而會誘發由內質網介導的凋亡路徑進而造成細胞死亡。此外內質網功能失調也會增加活性氧 (Reactive oxygen species; ROS) 的生成，誘發氧化壓力而加劇傷害。近年來，越來越多研究認為內質網壓力及氧化壓力可能參與第十七型小腦脊髓共濟失調症致病過程，且許多文獻指出，中草藥的使用具有治療退化性疾病之潛力。因此，本研究設計 (I)人類神經瘤母細胞 (Neuroblastoma SH-SY5Ycells) 以毒蘿蔔素 (Thapsigargin; TG) 及衣黴素 (Tunicamycin; TM) 誘導的內質網壓力、(II) SCA17 nTBP/Q79-EGFP細胞以多西環素 (Doxycycline)誘導出polyQ蛋白表現 (III) SCA17小鼠模式三階段實驗，鑑定金銀花 (Lonicera japonica)之有效成分NH040-1是否具有保護神經細胞的作用。實驗結果顯示NH040-1可增加由TG或TM所造成細胞死亡的生存率、可抑制神經細胞凋亡、可降低內質網壓力路徑相關蛋白的表現並可減少由內質網壓力產生的活性氧生成量，顯示NH040-1對內質網壓力誘導的細胞死亡具有改善效果；並進一步以多西環素誘導出的SCA17 nTBP/Q79-EGFP細胞，我們發現NH040-1可對Q79細胞型態退化有顯著改善效果、減少Q79細胞聚集的現象、且可降低內質網壓力誘導的細胞凋亡表現。實驗進一步轉移至SCA17基因轉殖小鼠上，藉由腹腔注射NH040-1藥物，透過滾輪、步行等實驗觀察其行為，結果顯示NH040-1能夠有效地促進其滾輪上之行為分析以及改善步行印跡，在其運動失調的症狀上發揮療效，並且可以減少基因轉殖小鼠小腦中TBP/polyQ 蛋白的不正常聚集及內質網壓力介導的細胞凋亡現象，以及改善Purkinje cells失序分佈。綜合以上實驗結果，NH040-1具有透過抑制內質網壓力及活性氧生成的表現，進而治療第十七型小腦脊髓共濟失調症的潛在能力。
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    第一型糖尿病與高血壓引起勃起功能障礙之病理機制與治療策略
    (2015) 廖品豪; Pin-Hao Liao
    研究背景：高血壓與糖尿病為現代人常見之文明病。高血壓與糖尿病造成男性勃起功能障礙可能是因血管、神經與平滑肌病變和內分泌睪固酮失調所致。我們推論其造成勃起功能障礙的病生理機轉為：長期高血壓與高血糖環境可能會增加活性氧產生而(1)引起發炎反應，(2)降低陰莖海綿體之一氧化氮產生與作用，(3)增加活性氧產生會氧化大分子如DNA、脂質與蛋白質造成陰莖海綿體內神經、血管與平滑肌肉細胞進行三種計畫性細胞死亡如細胞自噬、細胞凋亡與發炎性細胞死亡，(4)直接影響勃起功能之海綿體神經發生生理失調與病理結構病變而無法刺激陰莖海綿體之勃起，(5) 影響Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1)/NF-E2-related factor (Nrf-2)/Heme-oxygenase 1 (HO-1)表現與訊息途徑而造成勃起功能障礙。 研究方法：本研究利用正常血壓之WKY成年雄鼠與自發性高血壓之成年雄鼠。實驗分成四組：正常血壓WKY組(N=6)，糖尿病WKY組 (N=6)，高血壓SHR組 (N=6)與糖尿病合併高血壓SHR組 (N=6)。我以腹腔注射鏈佐霉素 (Streptozotocin，65 mg/kg)誘發第一型糖尿病。記錄海綿體內壓觀察代謝症候群老鼠的海綿體勃起功能，以高感度化學發光偵測儀定量血液中活性氧數量觀察氧化壓力變化，以組織免疫染色與西方墨點法觀察三種計畫性細胞死亡包括細胞凋亡、細胞自噬與發炎性細胞凋亡相關蛋白的表現與作用，以及一氧化氮量測儀觀察組織內一氧化氮變化量。我亦探究一氧化氮前驅化學物質與內皮一氧化氮合成酶（Endothelial Nitric Oxide Synthase, eNOS）抑制劑對勃起功能之影響。 研究目的：為釐清糖尿病與高血壓引起男性勃起功能障礙的病理機轉，並建立找尋新型治療策略的動物生理模式。 研究結果：結果顯示高血壓組(ΔICP/MAP = 0.22±0.02, N=6)與糖尿病組(ΔICP/MAP = 0.27±0.01, N=6)之陰莖海綿體勃起功能顯著低於控制組(ΔICP/MAP = 0.33±0.01, N=6)，且同時罹患高血壓與糖尿病的組別有更低之陰莖海綿體勃起功能(ΔICP/MAP = 0.20±0.02, N=6)。高血壓組(lucigenin ROS = 784±452 counts/120 sec, N=6；luminol ROS = 741±132 counts/120 sec, N=6)與糖尿病組(lucigenin ROS = 643±192 counts/120 sec, N=6；luminol ROS = 393±158 counts/120 sec, N=6)之氧化壓力壓顯著高於控制組(lucigenin ROS = 445±160 counts/120 sec, N=6；luminol ROS = 117±74 counts/120 sec, N=6)，且同時罹患高血壓與糖尿病的組別有更高的氧化壓力(lucigenin ROS = 5820±259 counts/120 sec, N=6；luminol ROS = 4550±1537 counts/120 sec, N=6)。靜脈注射左旋精氨酸後各組勃起海綿體內壓與海綿體一氧化氮量皆有提高。控制組在注射人工合成的一氧化氮提供劑CCL5後亦有較高的勃起海綿體內壓。注射內皮一氧化氮合成酶(eNOS) 拮抗劑N-硝基-L-精氨酸甲酯(Nω-Nitro-L-Arginine methyl ester hydrochloride, L-NAME)會明顯降低所有組別之勃起海綿體內壓。與控制組比較，糖尿病會增加發炎指標（Cluster of Differentiation 68 , CD68）、細胞凋亡蛋白cleaved-Caspase-3、細胞自噬蛋白Beclin-1、與保護性蛋白Nrf-2之表現。與控制組比較，高血壓亦增加發炎指標CD68、細胞凋亡蛋白cleaved-Caspase-3、細胞自噬蛋白Beclin-1、與保護性蛋白Nrf-2和HO-1之表現。而糖尿病合併高血壓組別有更高之發炎指標CD68、細胞凋亡蛋白cleaved-Caspase-3、細胞自噬蛋白Beclin-1、與保護性蛋白Nrf-2和HO-1之表現。在陰莖海組織染色也一致性發現糖尿病、高血壓或是糖尿病合併高血壓會造成陰莖內神經、海綿體和血管組織增加白血球浸潤、CD68單核球（Monocyte）數目、肥大細胞（Mast Cell）數目、細胞凋亡與細胞自噬數目與纖維化程度而eNOS表現則降低。 結論：綜合以上實驗結果，代謝症候群引起勃起功能失常可能是透過氧化壓力、發炎、細胞凋亡與細胞自噬的增加，雖然Nrf-2/HO-1保護機制有略為增加但不能對抗嚴重的傷害程度。給予CCL5及左旋精氨酸可以改善勃起功能。