學位論文

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    稻殼矽素液抑制蝕骨細胞分化的機制探討
    (2024) 黃信豪; Huang, Sin-Hao
    人體骨骼的建構與骨質的平衡主要由造骨細胞 (osteoblast)及蝕骨細胞(osteoclast)負責，兩者細胞具備體內恆定 (homeostasis)效應，並與細胞外基質 (extracellular matrix)連結形成骨骼系統，而當骨組織的代謝發生失衡將引發骨頭疾病，包括骨質疏鬆症、骨關節炎、骨頭畸形、類風溼性關節炎等。矽 (silicon, Si)屬於超微量元素，過去研究已指出矽元素具有維持及改善結締組織、關節、骨頭及皮膚等結構完整的功能，在動物和人體試驗結果顯示矽元素的補充可增加骨頭礦物質密度，並能改善骨質強度。然而，目前探討矽元素對於骨質流失的研究甚少，機制同樣未明。本研究團隊製作一種高吸收率的矽素液劑 (rice husk silica liquid, RHSL)，是來自稻殼提取的二氧化矽經鹼溶後的液態劑型，目前已知RHSL可能作為細胞自噬 (autophagy)增強劑的潛力。近年研究發現造骨細胞與蝕骨細胞的骨平衡效益，和細胞內自噬作用 (autophagy)調節可能關係密切，因此本論文欲研究 RHSL 是否影響蝕骨細胞分化，並探討如何透過細胞內機轉及細胞自噬來影響細胞的分化。本研究以 RAW264.7 巨噬細胞 (後續以 RAW 細胞表示)作為分化基礎模式，以 RANKL (Receptor activator of nuclear factor-κB ligand)及 M-CSF (Macrophage colony stimulating factor)誘發 RAW 細胞分化成蝕骨細胞，分化過程加入不同濃度 RHSL 檢測蝕骨細胞分化的改變。結果顯示蝕骨細胞的數量會隨著 RHSL 處理濃度上升而減少 (矽素濃度 25-100 μg/mL)；透過西方點墨法分析發現 RHSL 處理明顯降低 ERK 與 AKT 蛋白質磷酸化，卻提高 JNK 蛋白質磷酸化。另外，利用自噬體染色 (acridine orange)則發現 RHSL 會增加自噬作用，具劑量效應，推測 RHSL 藉由提高 JNK 來促進蝕骨細胞自噬作用，因此減少蝕骨細胞的分化。根據本研究結果， RHSL 具有抑制蝕骨細胞形成的能力，未來可能作為改善骨質代謝疾病的潛力元素，值得更多研究支持。