DSpace Repository

Innovation of gonadotropin releasing hormone (GnRH)-modified nanocarrier delivered to induce testicular and mammary cell apoptosis

Show simple item record

dc.contributor.advisor Suppawiwat Ponglowhapan
dc.contributor.advisor Kaywalee Chatdarong
dc.contributor.author Chatwalee Boonthum
dc.contributor.other Chulalongkorn University. Faculty of Veterinary Science
dc.date.accessioned 2019-02-26T13:23:50Z
dc.date.available 2019-02-26T13:23:50Z
dc.date.issued 2018
dc.identifier.uri http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61288
dc.description Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2018
dc.description.abstract The main overall goal of this study is to investigate the application of modified chitosan as a potential vector for apoptotic gene delivery to gonadotropin-releasing hormone receptor (GnRHR)-expressing cells (i.e. testicular cells and mammary cancer cells). This study reported Gonadotropin Releasing Hormone-modified Chitosan (GnRH-CS) nanoparticle as a promising vector for targeted gene delivery, and a GnRH peptide was used for active targeting of a transgene in GnRHR expressing cells. The physiological characterizations of the prepared nanoparticle were investigated by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR), Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) and Nanosizer. The prepared GnRH-CS was able to condense DNA to form positively charged nanoparticles. In both two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) cell cultures systems, this alternative gene transfer strategy could specifically deliver the reporter genes to a transiently transfected Human Embryonic Kidney cell line model system expressing GnRHR, mouse-derived spermatogonia cells (GC-1 cell line) and mammary cancer cells (MDA-MB-436). Importantly, GnRH-CS exhibited higher transfection activity and lower cell toxicity compared to unmodified CS at the same ratio. From in vitro to in vivo study, Tumor Necrosis Factor alpha (TNF-α) was exploited as a therapeutic gene delivered by GnRH-CS in order to induce testicular cell death in male rat via intra-testicular injection. Significant differences in a reduction in testicular volume on day 7 (P<0.001) were found in all treated groups, compared to the pre-treatment volume. The testicular volume continued to reduce on day 14 (P<0.05) and 28 (P<0.05) in GnRH-CS/TNF-alpha and GnRH-CS groups, respectively. On day 35, after castration, testicular weight and volume of dissected testis were significantly lower in GnRH-CS/TNF-alpha and GnRH-CS groups (P<0.001). Serum testosterone levels did not differ (P>0.05) throughout the observation period. Ultrasonographically and histopathologically, GnRH-CS/TNF-alpha and GnRH-CS induced testicular degeneration and death while TNF-alpha and control groups showed normal findings. GnRH-CS/TNF-alpha treated animals showed higher severity degree of testicular degeneration compared to GnRH-CS treated animals. Moreover in pilot study using mammary gland tumor-bearing nude mice showed promising results in tumor suppression when TNF-α was delivered by the GnRH-CS. It was possible that our study might be apply for non-surgical sterilization and mammary cancer treatment in the future.
dc.description.abstractalternative วัตถุประสงค์ของการวิจัยนี้คือ การตรวจสอบการนำไปใช้ของอนุภาคไคโตซานระดับนาโนที่ถูกดัดแปลงให้มีคุณสมบัติเป็นตัวนำส่งยีนเหนี่ยวนำการตายแบบอะพอพโทซิสเข้าสู่เซลล์ที่มีตัวรับฮอร์โมนโกนาโดโทรปินรีลิสซิ่ง (เซลล์อัณฑะ และเซลล์มะเร็งเต้านม) การศึกษานี้ได้มีการรายงานผลของอนุภาคไคโตซานระดับนาโนเชื่อมติดกับฮอร์โมนโกนาโดโทรปินรีลิสซิ่ง (Gonadotropin Releasing Hormone-modified Chitosan; GnRH-CS) เพื่อนำส่งยีนอย่างมีเป้าหมาย และการใช้ GnRH peptideในการระบุเป้าหมายการนำส่งยีนไปสู่เซลล์ที่มีตัวรับฮอร์โมน (GnRH receptor; GnRHR) สำหรับการวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพของอนุภาคด้วยเทคนิคทางเคมีต่างๆ ผลที่ได้คือ GnRH-CS สามารถจับตัวกับพลาสมิดดีเอ็นเอด้วยแรงทางประจุไฟฟ้า และก่อให้เกิดอนุภาคที่เป็นประจุบวกระดับนาโน จากการศึกษาเพาะเลี้ยงเซลล์แบบ 2 มิติ และ 3 มิติพบว่าอนุภาค GnRH-CS สามารถนำส่งยีนรายงานผลไปสู่เซลล์เพาะเลี้ยงจากเซลล์ไตของตัวอ่อนมนุษย์ (HEK293T cell) ที่มีการดัดแปลงให้มี GnRHR เพื่อใช้เป็นเซลล์จำลองที่มีการแสดง GnRHR, เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้จากหนูเมาส์ (GC-1 cell) และเซลล์มะเร็งเต้านมจากมนุษย์ (MDA-MB-436 cell) ได้อย่างจำเพาะ และยังพบว่า GnRH-CS สามารถนำส่งยีนได้ดีกว่า และเป็นพิษต่อเซลล์น้อยกว่าอนุภาคไคโตซานระดับนาโนที่ไม่ได้ดัดแปลง สำหรับการศึกษาภายในร่างกายสัตว์ ได้มีการใช้ยีน Tumor Necrosis Factor alpha (TNF-alpha) เพื่อเหนี่ยวนำการตายในเซลล์อัณฑะของหนูแรทโดยการฉีดสารเข้าอัณฑะโดยตรง (Intra-testicular injection) ผลการศึกษาพบว่ามีการลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.001) ของขนาดอัณฑะในวันที่ 7 หลังฉีดในทุกกลุ่มทดลอง และลดลงอย่างต่อเนื่องอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) ในวันที่ 14 และ 28 หลังฉีด ในกลุ่มอนุภาคที่มียีน TNF-alpha (GnRH-CS/TNF-alpha) และกลุ่มอนุภาคเปล่า (GnRH-CS) ตามลำดับ สำหรับวันที่ 35 ซึ่งเป็นวันสิ้นสุดการทดลองพบว่าขนาด และน้ำหนักอัณฑะในกลุ่ม GnRH-CS/TNF-alpha และกลุ่ม GnRH-CS ลดลงจากกลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.001) พบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติของระดับฮอร์โมนเทสโทสเตอโรนหลังฉีด จากการตรวจทางจุลพยาธิวิทยา และการตรวจอัลตราซาวน์พบว่ามีการเสื่อม และการตายของเซลล์อัณฑะในกลุ่ม GnRH-CS/TNF-alpha และกลุ่ม GnRH-CS ขณะที่กลุ่มควบคุม และกลุ่ม TNF-alpha มีลักษณะเซลล์อัณฑะปกติ โดยระดับความรุนแรงของการเสื่อม และการตายของเซลล์อัณฑะในกลุ่ม GnRH-CS/TNF-alpha มีมากกว่ากลุ่ม GnRH-CS นอกจากนั้นยังมีการศึกษาวิจัยแบบนำร่องเพื่อค้นหาข้อมูลเบื้องต้น โดยใช้หนูเมาส์ไร้ขนที่ได้รับการปลูกถ่ายเซลล์มะเร็งเต้านมเข้าใต้ผิวหนัง พบว่ายีน TNF-alpha ที่ถูกนำส่งด้วยอนุภาค GnRH-CS ทำให้เกิดการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็งที่ช้าลง สรุปได้ว่างานวิจัยนี้อาจนำไปประยุกต์ใช้ในการทำหมันสัตว์เพศผู้แบบไม่ผ่าตัด และการรักษามะเร็งเต้านมด้วยยีนบำบัดได้ในอนาคต
dc.language.iso en
dc.publisher Chulalongkorn University
dc.relation.uri http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2018.520
dc.rights Chulalongkorn University
dc.subject Apoptosis
dc.subject Gonadotropin
dc.subject Chitosan
dc.subject Leydig cells
dc.subject Cancer cells
dc.subject อะป็อปโทซิส
dc.subject โกนาโดโทรปิน
dc.subject ไคโตแซน
dc.subject เซลล์อัณฑะ
dc.subject เซลล์มะเร็ง
dc.subject.classification Veterinary
dc.title Innovation of gonadotropin releasing hormone (GnRH)-modified nanocarrier delivered to induce testicular and mammary cell apoptosis
dc.title.alternative นวัตกรรมการนำส่งยีนเหนี่ยวนำการตายแบบอะพอพโทซิสด้วยพาหะนำส่งระดับนาโนเชื่อมติดกับฮอร์โมนโกนาโดโทรปินรีลิสซิ่งในเซลล์อัณฑะและเต้านม
dc.type Thesis
dc.degree.name Doctor of Philosophy
dc.degree.level Doctoral Degree
dc.degree.discipline Theriogenology
dc.degree.grantor Chulalongkorn University
dc.email.advisor Suppawiwat.P@Chula.ac.th
dc.email.advisor Kaywalee.C@Chula.ac.th
dc.subject.keyword ฮอร์โมนโกนาโดโทรปินรีลิสซิ่ง
dc.subject.keyword ไคโตซาน
dc.subject.keyword เซลล์อัณฑะ
dc.subject.keyword เซลล์มะเร็งเต้านม
dc.subject.keyword การตายแบบอะพอพโทซิส
dc.subject.keyword การนำส่งยีน
dc.subject.keyword อนุภาคนาโน
dc.subject.keyword ฮอร์โมนเทสโทสเตอโรน
dc.subject.keyword หนูแรท
dc.subject.keyword หนูเมาส์ไร้ขน
dc.subject.keyword การทำหมันสัตว์เพศผู้แบบไม่ผ่าตัด
dc.subject.keyword Tumor Necrosis Factor alpha
dc.subject.keyword Gonadotropin-releasing hormone
dc.subject.keyword Chitosan
dc.subject.keyword Testicular cell
dc.subject.keyword Mammary cancer
dc.subject.keyword Apoptosis
dc.subject.keyword Nanoparticles
dc.subject.keyword Tumor Necrosis Factor alpha
dc.subject.keyword Testosterone
dc.subject.keyword Rat
dc.subject.keyword Nude mouse
dc.subject.keyword Nonsurgical sterilization
dc.subject.keyword Gene delivery
dc.identifier.DOI 10.58837/CHULA.THE.2018.520


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record