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系統識別號 U0007-1704200714550035
論文名稱(中文) 植物雌激素對骨母細胞活性之影響
論文名稱(英文) The effects of phytoestrogen on osteoblast activity
校院名稱 臺北醫學大學
系所名稱(中) 藥學研究所
系所名稱(英) Graduate Institute of Pharmacy
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生(中文) 李雅嫈
研究生(英文) Ya-Ying LI
學號 M301092004
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期
論文頁數 83頁
口試委員 指導教授-許秀蘊
指導教授-孫瑞昇
中文關鍵字 骨母細胞  植物雌激素  雌激素受體 
英文關鍵字 Osteoblast  Phytoestrogen  estrogen receptor 
學科別分類
中文摘要 中年期過後,隨著年齡的增加,骨質會慢慢流失。尤其是停經後的婦女,因體內雌激素的減少,發生骨質疏鬆症(osteoporosis)的比率較高。雌激素補充療法(estrogen replacement therapy, ERT)對於停經後婦女之骨質疏鬆有減緩骨質流失的療效,但是許多研究指出長期服用雌激素會增加乳癌、子宮內膜癌及卵巢癌的發生。近年來發現植物中,含有多種與雌激素結構或生物功能相似的成分,如:豆科植物中之genistein、daidzein及菊科植物中之coumestrol,稱之為植物雌激素(phytoestrogen)。本研究欲探討植物雌激素是否可取代雌激素成為在骨質疏鬆的治療上更安全的藥物。 本研究以兩種不同生長階段(初生四天之幼鼠及八個月大之成鼠)之小鼠為動物模式,探討在細胞分子層面上植物雌激素與雌激素具有相同或不同的回應機制,特別是與雌激素接受體的關係,了解植物雌激素對骨母細胞的影響。培養兩種不同生長階段的小鼠之骨母細胞,給予植物雌激素及雌激素藥物,分別在1、7、14、21天利用細胞活性、鹼性磷酸?、鈣含量及即時定量反轉錄聚合?連鎖反應來探討植物雌激素對骨母細胞的影響。 結果發現,以新生鼠骨母細胞實驗模式下,daidzein不具有增加細胞活性,也就是不會使細胞增生。另一個植物雌激素coumestrol就具有使新生鼠骨母細胞增生,在10-9 M有最高的促進率。而在成鼠骨母細胞實驗模式下,植物雌激素(daidzein和coumestrol)比E2更能促進細胞活性。所以coumestrol對於新生鼠和成鼠都具有細胞增生的作用,其中又以對成鼠的效果最佳,本實驗以八個月的雌性成鼠模擬更年期的婦女,因此,coumestrol可能對於更年期婦女骨質疏鬆的治療具有正面的意義。
英文摘要 Postmenopausal osteoporosis is a metabolic bone disease characterized by a decrease of bone mass after menopause, which may lead to spontaneous and traumatic fractures in still-active women. In postmenopausal women, the bone loss is sufficient to cause osteoporosis. Several studies have shown that estrogen replacement therapy (ERT) contributes to maintenance of skeletal mass and can reduce the risk of fractures in postmenopausal women. But long-term ERT has been associated with increased risk of cancer in estrogen target tissues, including the mammary gland and uterus. In recent years, find some composition in plant that similar to estrogen structure or the biological function. The research wants to probe into the estrogen in plant (phytoestrogen) and can replace estrogen and become the safer medicine in the treatment of the osteoporosis. In this study, we assessed the effects of the phytoestrogen on cell proliferation, ALP activity and calcium accumulation in osteoblast from neonatal mice. Furthermore, the cells transcriptionally expressed the detectable levels of collagen type I, ALP, OPG, OPGL, estrogen receptors (ERα and ERβ) mRNAs. The results presented herein characterize the cellular effects of phytoestrogen on bone tissue. Phytoestrogen induced a increase in osteoblast proliferation, with the optimum effects at 10-9 M. We tested osteoblasts with phytoestrogen and assessed the cellular expression of osteoblast-specific genes by real-time PCR. Phytoestrogen can decrease the bone mass loss by increase bone formation, which prevents the development of osteoporosis.
論文目次 目 ? 中文摘要 I 英文摘要 II 目? III 縮寫對應 VII 圖目? IX 表目? XI 第一章 緒? 1 1-1 前言 1 1-2 研究背景 2 1-3 研究目的 3 第二章 ??基礎 4 2-1 骨母細胞 4 2-1-1 骨母細胞的分化過程 4 2-1-1-1 第一型膠原蛋白 ( COL I ) 5 2-1-1-2 鹼性磷酸? ( ALP ) 6 2-1-1-3 骨鈣素 ( OCN ) 6 2-1-2 骨母細胞的細胞活性 ( MTT assay ) 6 2-1-3 骨母細胞的鹼性磷酸?活性 7 2-1-4 骨母細胞的鈣堆積分析 7 2-2 骨質疏鬆症 ( Osteoporosis) 8 2-2-1 骨質疏鬆症的分? 9 2-2-1-1 原發性骨質疏鬆症 9 2-2-1-2 次發性骨質疏鬆症 9 IV 2-2-2 骨質疏鬆症?床診斷 9 2-2-3 骨質疏鬆症造成的危險 10 2-2-4 骨質疏鬆症的預防 11 2-2-5 骨質疏鬆症的治? 11 2-3 雌激素與植物雌激素 12 2-3-1 雌激素 12 2-3-2 雌激素的作用機制 13 2-3-3 雌激素接受體 13 2-3-4 植物雌激素 15 2-4 蝕骨細胞抑制蛋白( OPG ) 及其結合因子 16 第三章 材?與方法 17 3-1 材? 17 3-1-1 實驗儀器 17 3-1-2 實驗試藥與耗材 19 3-2 方法 22 3-2-1 試藥配製 22 3-2-1-1 細胞培養試藥配製 22 3-2-1-2 細胞活性分析試藥配製 23 3-2-1-3 鈣堆積分析試藥配製 23 3-2-1-4 植物雌激素與E2 試藥配製 23 3-2-2 骨母細胞培養 24 3-2-2-1 新生鼠骨母細胞培養 24 3-2-2-2 成鼠骨母細胞培養 26 3-2-3 細胞活性分析 26 3-2-4 鹼性磷酸?活性分析 27 V 3-2-4-1 反應試藥的準備及儀器設定 27 3-2-4-2 分析步驟 28 3-2-5 鈣堆積分析 28 3-2-5-1 檢品製備 28 3-2-5-2 鈣?子含?分析 28 3-2-5-3 計算鈣?子濃? 29 3-2-6 即時定?反轉?聚合??鎖反應 30 3-2-6-1 Total RNA 之純化 30 3-2-6-1-1 前處? 30 3-2-6-1-2 Total RNA isolation 30 3-2-6-1-3 Total RNA 含?分析 31 3-2-6-2 反轉?合成cDNA 31 3-2-6-3 即時定?聚合??鎖反應使用之primer 33 3-2-6-4 即時定?聚合??鎖反應 34 第四章 結果 35 4-1 細胞活性分析 ( MTT assay ) 35 4-1-1 Daidzein 對新生鼠骨母細胞細胞活性的影響 35 4-1-2 Coumestrol 對新生鼠骨母細胞細胞活性的影響 37 4-2 鹼性磷酸?分析 40 4-2-1 10-9M Coumestrol 對新生鼠骨母細胞鹼性磷酸?活性的影響 40 4-3 鈣堆積分析 41 4-3-1 10-9M Coumestrol 對新生鼠骨母細胞鈣堆積的影響 41 4-4 骨細胞之特定基因表現 43 4-4-1 10-9M Coumestrol 與E2 對新生鼠骨母細胞ERα及β mRNA 表現的影響 43 4-4-2 10-9M Coumestrol 與E2 對新生鼠骨母細胞COL I, ALP 及 OCN mRNA 表現的影響 46 VI 4-4-3 10-9M Coumestrol 與E2 對新生鼠骨母細胞OPG 及OPGL mRNA 表現的影響 49 4-5 植物雌激素與E2 對成鼠骨母細胞的影響 52 4-5-1 成鼠與新生鼠骨母細胞的生長曲線 ( MTT assay ) 52 4-5-2 植物雌激素與E2 對成鼠骨母細胞細胞活性的影響 53 4-5-3 植物雌激素與E2 對成鼠骨母細胞特定基因表現的影響 54 4-5-3-110-9M Coumestrol 與E2 對成鼠骨母細胞ERα及β mRNA 表現的影響 54 4-5-3-2110-9M Coumestrol 與E2 對成鼠骨母細胞OPG 及OPGL mRNA 表現的影響 57 第五章 討? 61 第?章 總結與未?展望 65 ?考文獻 66
參考文獻 Alberts B et al., Molecular biology of the cell Garland, Inc. New York, 1994. Anderson JJB Garner SC: The effects of phytoestrogens on bone. Nutr Res 17:1617-32, 1997 Arjmandi BH, Getlinger MJ, Goyal NV, Alekel L, Hassler CM, Juma S, Drum ML, Hollis BW, Kukreja SC: Role of soy protein with normal or reduced isoflavone content in reversing bone loss induced by ovarian hormone deficiency in ras. Am J Clin Nutr 68: 1358-63, 1998 Barnes S.: Evolution of the health benefits of soy isoflavones. Proc Soc Exp Biol Med. 217 ( 3 ) : 386-92, 1998 Brandi ML.: Natural and synthetic isoflavones in the prevention and treatment of chronic diseases. Calcif Tissue Int. 61 Suppl 1: 5-8, 1997 Colditz GA.: Hormones and breast cancer: evidence and implications for consideration of risks and benefits of hormone replacement therapy. J Women’s Health 8 ( 3 ) : 347-57, 1999 Cormier C, Souberbielle JC, Kahan A: Hyperparathyroidism and osteoporosis. Rev Med Interne Suppl 5: S560-7, 2004 George G. J. M. Kuiper, BO Carlsson, KAJ Grandien, Eva Enmark, Johan Haggblad, Stefan Nilsson, and Jan-ake Gustafsson: Comparison of the ligand binding specificity and transcript tissue distribution of estrogen receptors α and β. Endocrinology 138 ( 3 ) : 863-70, 1997 Gunby MC, Morley JE: Epidemiology of bone loss with aging..Clin Geriatr Med
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