學位論文
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Item 系統農藥芬普尼對斑馬魚神經系統的影響(2020) 徐代軒; Hsu, Tai-Hsuan芬普尼 (fipronil) 是一種苯基吡唑類殺蟲劑，可選擇性抑制昆蟲中的γ-氨基丁酸（GABA）受體。儘管芬普尼已成為在水生環境中使用最廣泛的藥物，但很少有研究評估芬普尼的神經毒性對於水生脊椎動物的感覺和運動系統的影響。在本碩士論文的研究中，我們選擇斑馬魚（Danio rerio）實驗動物來探討芬普尼對感覺與運動系統的神經毒理作用。我們評估了急性芬普尼暴露對斑馬魚存活率，側線毛細胞數量以及神經毒性的影響，此外，我們比較了正常與芬普尼處理下斑馬魚的游泳軌跡熱圖、速度和距離的差異。我們的實驗結果發現成年斑馬魚暴露在0.5、1.0和2.0 ppm芬普尼的水中環境24小時，與正常處理斑馬魚比較，存活率隨著芬普尼濃度顯著遞減。而斑馬魚胚胎暴露在0.1、0.5和1.0 ppm芬普尼的水中環境24小時，與正常處理斑馬魚比較，側線毛細胞數量也是隨著芬普尼濃度顯著遞減。透過組織病理學和西方墨點法研究發現，成年斑馬魚暴露於1.0 ppm芬普尼的水中環境24小時，大腦組織的氧化壓力、發炎與細胞凋亡，與正常處理斑馬魚比較，則是顯著增加。通過影像追蹤觀察，成年斑馬魚暴露在0.1和0.5 ppm芬普尼的水中環境24小時，游泳軌跡的速度和距離隨著芬普尼濃度顯著遞減，儘管芬普尼的神經毒性主要針對無脊椎動物昆蟲的GABA受體而開發，但我們的研究結果發現，芬普尼不但會減低斑馬魚的存活率，還會透過損傷側線的毛細胞數量以及產生氧化壓力、發炎與細胞凋亡來損傷大腦組織來影響斑馬魚的感覺和運動系統。這結果推論系統農藥芬普尼誘導的神經毒性會損傷水生脊椎動物的感覺與運動系統。Item 天然植化素槲皮素與蘿蔔硫素對糖尿病大鼠的泌尿系統保護機轉(2020) 林嘉發; Lin, Chia-Fa本論文主要在探討天然植化素（phytochemicals）對於糖尿病大鼠的泌尿系統保護作用，並研究有關細胞凋亡（apoptosis）、細胞自噬（autophagy）、發炎性細胞凋亡（pyroptosis），和粒線體功能的作用機轉。我們建立了兩種不同誘發糖尿病的動物模型，第II型糖尿病（Type 2 diabetes mellitus, T2DM）模型，與第I型糖尿病（Type I diabetes mellitus, T1DM）模型。T2DM模型主要研究對象是第II型糖尿病（Type 2 diabetes mellitus, T2DM）之腎臟細胞損傷與保護，而T1DM模型則是用於研究糖尿病的排尿功能障礙，這通常會發生在較嚴重的T1DM高血糖狀態，因為T1DM模型可以快速誘導糖尿病膀胱（diabetic bladder）損傷。 我們萃取富含槲皮素（quercetin）的番石榴汁，並混合不同比例的海藻糖（trehalose），來研究其對於T2DM大鼠腎臟和胰臟損傷的保護作用，並採用高效液相色譜分析法以測定番石榴汁的有效成分。通過腹腔注射菸鹼醯胺（nicotinamide）和鏈脲佐菌素（streptozocin），結合高果糖飲食誘導Wistar大鼠T2DM模型，持續8周。用不同劑量的番石榴汁混和海藻糖餵養大鼠4周，檢測口服葡萄糖耐量試驗（Oral Glucose Tolerance Test, OGTT）、血漿胰島素（insulin）、糖化血色素（glycated hemoglobin, HbA1c）、胰島素抗性指數（Homeostasis Model Assessment-Insulin Resistance index, HOMA-IR）、β細胞功能和胰島素分泌指數（Homeostasis Model Assessment of β-cell function, HOMA-β）。我們也使用了免疫組織化學染色法、螢光染色法和西方墨點法來測定氧化和發炎程度，用化學發光分析儀測定了血清和腎組織活性氧類（Reactive Oxygen Species, ROS）濃度。 結果發現，番石榴汁中高含量的槲皮素對過氧化氫（Hydrogen Peroxide, H2O2）和次氯酸（hypochlorous acid, HOCl）有清除作用，而海藻糖對H2O2有選擇性清除作用，而對HOCl無清除作用。對於T2DM的OGTT、insulin、HbA1c、HOMA-IR和HOMA-β水平均有影響，而番石榴混和海藻糖對T2DM改變的參數，除HbA1c外均有顯著改善。番石榴汁混和海藻糖能顯著降低T2DM所增強的腎臟ROS、4-hydroxynonenal、caspase-3/apoptosis、LC3-B/autophagy，以及 IL-1β/pyroptosis的水平。研究結果顯示：番石榴汁混和海藻糖的攝取，對於因T2DM而損傷的胰臟和腎臟細胞，具有顯著的保護作用。 嚴重的高血糖能誘發氧化壓力，造成糖尿病膀胱（diabetic bladder）,進而引發排尿功能障礙。我們在論文中探討了蘿蔔硫素（sulforaphane），一種具有抗氧化力的轉錄因子Nuclear factor erythroid 2-related factor 2（Nrf2）激活劑，是否具有預防糖尿病因高血糖而併發膀胱功能障礙的功用。糖尿病誘導前給予鏈脲佐菌素和蘿蔔硫素，用化學發光分析儀測定膀胱活性氧類，另用西方墨點法檢測粒線體功能、粒線體Bcl-2-associated X protein（Bax）和胞漿細胞色素cytochrome c、抗氧化防禦能力Nuclear factor erythroid 2-related factor 2／heme oxygenase-1（Nrf2/HO-1）、內質網壓力標誌物Activating transcription factor 6／C/EBP Homologous Protein（ATF-6/CHOP）和Caspase 3／poly ADP-ribose polymerase （Caspase 3/PARP）。糖尿病增加膀胱組織中Keap1的表現，並降低Nrf2的表現，與膀胱活性氧增加、粒線體Bax轉位、胞漿細胞色素（cytochrome c）釋放、ATF-6/CHOP、Caspase 3/PARP/apoptosis增加有關，通過增加排尿間隔時間和排尿時間導致排尿功能障礙。蘿蔔硫素能顯著活化Nrf2/HO-1軸的表現，減少膀胱活性氧、粒線體Bax轉位、細胞色素C釋放、ATF-6/CHOP和caspase 3/PARP/apoptosis，從而通過縮短排尿間期和排尿時間來改善排尿功能。根據研究結果，我們認為蘿蔔硫素通過激活Nrf2/HO-1信號通路保護了粒線體功能，並抑制糖尿病誘導的ROS、內質網壓力、細胞凋亡和排尿功能障礙。 研究顯示，天然植化素槲皮素與蘿蔔硫素，的確具有保護糖尿病大鼠泌尿系統之效益。Item 果蠅的TBP功能缺失所導致的細胞凋亡是透過氧化壓力及p53的活化(2013) 楊進勝; Chin-Sern Yong先前研究發現TATA box binding protein gene (TBP) 失去功能，會導致老鼠和斑馬魚早期發育停止及細胞凋亡。TBP如何調控動物發育及細胞凋亡的機制目前並不很清楚的，本論文的主要目的在於研究TBP導致細胞凋亡的性狀在果蠅是否保守，並了解其調控機制，我們發現TBP突變果蠅僅發育至胚胎晚期，且細胞死亡數大量增加。進一步分析TBP缺失細胞即為死亡細胞，顯見TBP對細胞凋亡的調控為自發性的，遺傳分析結果顯示，表現負顯性P53或DIAP1可抑制TBP缺失引起的細胞凋亡，反之大量表視TBP則可抑制P53引起之細胞死亡，顯示TBP為P53引發細胞凋亡作用路徑的成員；此外相較野生型，TBP突變果蠅的總蛋白質量和總核酸量並沒有顯著的減少，顯示TBP可能僅介由影響少數特定基因的表現造成細胞死亡，利用基因微陣列分析，TBP突變果蠅其Prx2540-2基因表現大量降低，Prx蛋白具水解過氧化氫(H2O2)活性，為細胞抵抗氧化壓力之重要成員。實驗發現TBP突變果蠅其過氧化氫濃度相較野生型果蠅為高，且餵食抗氧化劑可有效增長TBP突變株果蠅的生存壽命。綜言之，我們証實TBP功能缺失可籍由活化P53及氧化壓力造成細胞死亡。Item 傳統中醫藥緩解錳中毒的治療潛力(2016) 徐志翔; Hsu,Chih-Hsiang本論文的主要研究目的為探討傳統中醫藥是否具有緩解錳中毒的治療潛力。過去文獻指出錳礦工人會因為吸入大量的錳而引起神經系統中毒以及勃起障礙的症狀，人體如果攝取過量的錳也會造成嚴重的神經系統疾病、行動障礙、心智和情緒的異常，嚴重的錳中毒甚至誘發類巴金森症候群。然而，臨床上利用西方藥物治療人體錳中毒的效果卻相當有限，如果選擇傳統中醫篩選緩解錳中毒的中草藥，則為錳中毒患者帶來替代治療的希望。為此，本研究選擇具有緩解發炎與氧化壓力的中藥配方B401，利用口服餵食錳毒處理的實驗雄鼠，探討中藥配方B401是否具備緩解錳中毒的治療潛力。本實驗選用的中藥配方B401，首先利用高效液相層析儀分析中藥各個配方的有效成分，再利用MTT分析檢視中藥配方B401的半抑制濃度；確定中藥配方B401的有效成分與半抑制濃度後，本實驗選用50隻ICR雄鼠，分為正常飲食(Sham)、錳毒處理(Mn)、餵食中藥配方B401 (B401)、以及餵食中藥配方B401加錳毒處理(B401+Mn)四組。實驗處理過程中，利用滾輪運動實驗檢視四組小鼠的運動與平衡能力，最後四組小鼠分別給予麻醉藥物處理後，採集小鼠血液，利用化學發光分析法檢視並且比較血液中活性氧化物質，同時利用多功能電化學偵測儀檢視並且比較陰莖組織一氧化氮的含量；隨後利用心臟灌流方式犧牲，採集四組小鼠的腦部與陰莖組織，再利用免疫組織化學染色以及西方轉漬方法檢視腦部與陰莖組織的相關蛋白質表現。實驗結果顯示ICR雄鼠給予錳毒處理後，會顯著增加血液中活性氧化物質(ROS)表現以及降低陰莖組織中一氧化氮(NO)的含量；從免疫組織化學染色以及西方轉漬方法的結果發現，ICR雄鼠給予錳毒處理後，會顯著降低腦部組織中多巴胺、多巴胺接受器、以及大腦神經生長因子(BDNF)的表現，以及降低陰莖組織中神經型一氧化氮合酶(nNOS)、内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的表現；此外，ICR雄鼠給予錳毒處理後，對於腦部與陰莖組織均會增加氧化壓力、發炎反應以及細胞凋亡作用的標記蛋白表現。當ICR雄鼠預先餵食中藥配方B401，再給予錳毒處理，相較於單獨錳毒處理的ICR雄鼠，血液中ROS表現會顯著降低，陰莖組織中NO的含量則是改善增加；從免疫組織化學染色以及西方轉漬方法的結果發現，預先餵食中藥配方B401會使錳毒處理的ICR雄鼠腦部組織中多巴胺、多巴胺接受器、以及BDNF的表現會顯著回升；陰莖組織中nNOS、eNOS的表現也會顯著回升；此外，預先餵食中藥配方B401會使錳毒處理的ICR雄鼠腦部組織與陰莖組織的氧化壓力、發炎反應以及細胞凋亡作用的標記蛋白表現顯著下降。由以上實驗結果發現，ICR雄鼠口服中草藥配方B401可以透過促進腦部組織中多巴胺以及BDNF的表現，以及緩解腦部的氧化壓力、發炎作用與細胞凋亡反應來緩解錳毒引發的神經系統毒性；此外，ICR雄鼠口服中草藥配方B401可以透過增加陰莖組織中NO、nNOS、eNOS的表現，以及緩解陰莖組織的氧化壓力、發炎作用與細胞凋亡反應來緩解錳毒引發的陰莖毒性。因此，本論文結果認為中草藥配方B401應該具有緩解錳毒引起之神經毒性或是生殖毒性的醫療潛力。Item 1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶引發臺灣葉鼻蝠腦組織的神經損傷(2019) 吳婉溱; Wu, Wan-Jhen帕金森氏症 (Parkinson’s disease)是一種影響運動的神經退行性疾病，臨床表現包括顫抖、肌肉僵直以及步態遲緩，病理特徵是中腦黑質組織內多巴胺神經細胞的退化及死亡。過去帕金森氏症動物模式常採用腹腔注射1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶 (MPTP)，導致帕金森氏症疾病模式。MPTP是一種親脂性的原毒素，以腹腔注射後即迅速穿過血腦屏障。一旦進入大腦，MPTP被星形膠質細胞攝取並通過單胺氧化酶-B (MAO-B)轉化為中間體1-甲基-4-苯基-2,3-二氫吡啶鎓 (MPDP)。然後再通過紋狀體神經元多巴胺D1接受器的蛋白將MPDP傳入紋狀體神經元。多巴胺神經元中的細胞質MPP抑制線粒體電子傳遞鏈的複合物I +然後將+快速且自發地氧化成毒性部分1-甲基-4-苯基吡啶鎓 (MPP + ; Chiba，Trevor，＆Castagnoli，1984)。之後，MPP + +並導致ATP耗盡和氧化應激增加。出於這個原因，MPP +還選擇性地殺死多巴胺神經元 (Oxidative Stress and Neurodegenerative Disorders, 2007)。本論文選擇臺灣葉鼻蝠作為動物模式，腹腔連續注射MPTP一週後，利用免疫組織化學與西方墨點法分析蝙蝠中腦黑質與大腦基底核周邊的神經組織，檢視是否有類似帕金森氏症的表現。實驗結果顯示，中腦黑質神經細胞內合成多巴胺的相關酵素-芳香族L-胺基酸脫羧酶(AADC)表達減少；而且黑質神經細胞內發炎作用相關蛋白腫瘤壞死因子-α (TNF-α)、氧化壓力相關蛋白-3-硝基酪氨酸 (3-NT)及細胞凋亡相關蛋白-細胞淋巴瘤聯結X蛋白(BAX)、半胱天冬酶原3 (Caspase 3)表達增強；而黑質神經細胞內抗氧化壓力相關蛋白-超氧化物歧化酶 2 (SOD 2)與抗細胞凋亡相關蛋白-細胞淋巴瘤蛋白-2 (Bcl-2)表達降低；此外，基底核內紋狀體神經細胞多巴胺D1接受器蛋白表達減少。綜合上述研究結果，本論文實驗初步證實MPTP處理的回聲定位，蝙蝠確實會因為MPTP誘發黑質神經細胞產生發炎反應、氧化壓力、以及細胞凋亡，進而導致腦內黑質神經細胞損傷。由於MPTP實驗處理會使得回聲定位蝙蝠產生運動失調，此現象類似帕金森氏症病徵，這結果說明利用MPTP處理回聲定位蝙蝠的動物模式，未來應該可以作為探討帕金森氏症相關研究的新穎實驗動物平台。