การผลิตนิวโรโทรฟิกแฟกเตอร์ (Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)จากเซลล์แบคทีเรียพิเศษชนิดที่ไม่ผลิตสารพิษendotoxinเพื่อใช้ในการชักนำเซลล์มะเร็งสมองชนิดSH-SY5Yให้เป็นเซลล์ประสาทเพื่อใช้เป็นโมเดลในการศึกษาโรคพาร์กินสัน
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการศึกษาศักยภาพของสาร N-benzyl-3-phenylacrylamide (BPA) ในการรักษาหรือชะลอการดำเนินของโรคพาร์กินสัน โดยใช้เซลล์มะเร็งสมอง SH-SY5Y ที่ถูกกระตุ้นให้เปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ประสาทที่มีลักษณะคล้ายเซลล์ประสาทสมอง (neuronal-like phenotype) เป็นแบบจำลองการศึกษา จุดเด่นของงานวิจัยนี้คือการใช้เซลล์ที่ถูกกระตุ้นให้มีลักษณะเป็นเซลล์ประสาทแล้ว ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและน่าเชื่อถือมากกว่าการใช้เซลล์ที่ยังไม่เจริญเติบโตเต็มที่ ทำให้ผลการวิจัยมีความใกล้เคียงกับสภาวะจริงในร่างกายมากขึ้น
กระบวนการวิจัยเริ่มต้นด้วยการสร้างความเครียดออกซิเดทีฟ (oxidative stress) ภายในเซลล์ประสาท SH-SY5Y โดยใช้สาร MPP+ ซึ่งเป็นสารพิษที่รู้จักกันดีว่าทำให้เกิดความเสียหายต่อเซลล์ประสาทในลักษณะเดียวกับที่เกิดขึ้นในโรคพาร์กินสัน จากนั้นจึงศึกษาผลของการใช้สาร BPA ต่อเซลล์ที่ได้รับความเครียดออกซิเดทีฟ โดยมีสมมติฐานว่า BPA จะมีคุณสมบัติในการยับยั้งการทำงานของโปรตีนไคเนส โดยเฉพาะในวิถี JNK และ p38 ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการเกิดการอักเสบและการตายของเซลล์ (apoptosis) ที่เกี่ยวข้องกับโรคพาร์กินสัน
จุดสำคัญของการวิจัยนี้คือการระบุเป้าหมายโมเลกุลของ BPA โดยการศึกษาว่า BPA ยับยั้งการทำงานของโปรตีนไคเนสตัวใดในวิถี JNK และ p38 งานวิจัยนี้จะใช้สารยับยั้งเฉพาะเจาะจง (specific inhibitors) เพื่อยืนยันกลไกการทำงานของ BPA และเพื่อศึกษาว่าการยับยั้งโปรตีนไคเนสเหล่านี้มีผลต่อการชะลอหรือป้องกันการเสื่อมของเซลล์ประสาทได้มากน้อยเพียงใด นั่นคือ งานวิจัยนี้จะศึกษาผลกระทบของ BPA ต่อการทำงานของไมโตคอนเดรีย การเกิด apoptosis และลักษณะอื่นๆ ที่แสดงถึงการเสื่อมของเซลล์ประสาท เพื่อประเมินศักยภาพของ BPA ในการเป็นยาต้านโรคพาร์กินสัน
นอกจากนี้ การศึกษาการผลิต Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) จากแบคทีเรียที่ไม่สร้าง endotoxin เป็นส่วนที่น่าสนใจ เนื่องจาก BDNF มีบทบาทสำคัญในการช่วยเหลือการเจริญเติบโตและการอยู่รอดของเซลล์ประสาท การใช้ BDNF จากแบคทีเรียที่ไม่สร้างสารพิษจะช่วยลดความเสี่ยงต่อการเกิดภาวะแทรกซ้อนจากการใช้สารพิษ และทำให้กระบวนการทดลองมีความปลอดภัยและน่าเชื่อถือมากขึ้น แม้ว่าในเนื้อหาที่ให้มาไม่ได้อธิบายรายละเอียดการใช้ BDNF อย่างชัดเจน แต่ก็สามารถคาดการณ์ได้ว่า BDNF อาจถูกนำมาใช้เพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์ประสาท SH-SY5Y และ/หรืออาจมีบทบาทในการช่วยลดผลเสียที่เกิดจากสาร MPP+
โดยรวมแล้ว งานวิจัยนี้มีแนวทางการวิจัยที่เป็นระบบ ครอบคลุมตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงระดับเซลล์ โดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่เข้มงวด และมีศักยภาพที่จะนำไปสู่การพัฒนาการรักษาโรคพาร์กินสันในอนาคต แต่ควรมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อยืนยันผลการวิจัยในแบบจำลองสัตว์ทดลองและในมนุษย์ก่อนที่จะนำไปใช้จริงในการรักษา
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะสมกับอุตสาหกรรมยาและเวชภัณฑ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของการวิจัยและพัฒนา (R&D) เนื่องจากงานวิจัยนี้มุ่งเน้นการค้นหาสารที่มีศักยภาพในการรักษาโรคพาร์กินสัน ซึ่งเป็นโรคเรื้อรังที่กำลังเป็นปัญหาสำคัญทางด้านสาธารณสุขทั่วโลก ผลลัพธ์จากงานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ยาใหม่ๆ หรือใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานในการวิจัยเพิ่มเติม นอกจากนี้ ยังเหมาะสมกับอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพ เนื่องจากใช้เทคนิคทางชีววิทยาโมเลกุลและวิศวกรรมพันธุกรรมในการผลิต BDNF จากแบคทีเรีย
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะสมกับนักวิทยาศาสตร์หลายสาขา รวมถึงนักเภสัชวิทยา นักชีววิทยาโมเลกุล นักชีวเคมี และนักวิทยาศาสตร์ด้านประสาทวิทยา เนื่องจากงานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาในระดับโมเลกุล เซลล์ และสรีรวิทยา อาชีพอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องได้แก่ นักวิจัยในห้องปฏิบัติการ นักวิเคราะห์ข้อมูล และนักเขียนรายงานทางวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้ ยังเหมาะสมกับแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบประสาท เพื่อนำความรู้จากงานวิจัยนี้ไปปรับใช้ในการรักษาผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน
| รหัสโครงการ : | 37856 |
| หัวหน้าโครงการ : | นางสาวชลธิชา ใสสว่าง |
| ปีงบประมาณ : | 2563 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยมหิดล |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์และสุขภาพ |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | Oxidative stress, mitochondrial dysfunction and apoptosis have all been shown to occur during many of the phenotypes of Parkinson’s disease. We will use human neuroblastoma SH-SY5Y cells terminally differentiated to a mature neuron-like phenotype. These differentiated cells are better models for PD than undifferentiated cells. The terminally differentiated cells display mature neuronal-like properties such as dopamineric characteristics. We will investigate the effects of oxidative stress generated by MPP+ and determine if treatment with BPA will ameliorate deleterious effects that are observed with Parkinson’s disease symptoms. MPP+ is a reactive neurotoxin widely used in PD pharmacological research to generate PD models for study. Previous studies showed BPA to be associated with JNK and p38 MAP kinase inhibition as well as no involvement with ERK 1/2 and Akt kinases. This suggests that an upstream activator of both JNK and p38 MAP kinase (both are MAPKs) could be a potential target of BPA. Upstream kinases of both pathways would include MKK4 (MAP2K) and ASK1, TAK1, MLK3, DLK and TAO (MAP3Ks) (Figure 5). Our hypothesis is that BPA may be a kinase inhibitor of either the MAP2K or a MAP3K. The inhibition of JNK and p38 MAPK may prove useful in slowing or preventing the further progression of Parkinson’s disease in patients. Therefore our objectives are the following: To identify the MAP kinases that are activated with MPP+ treatment. To determine if the identified kinases activated with MPP+ treatment are inhibited by BPA. To use specific inhibitors against the identified kinases to substantiate BPA is an inhibitor. To determine if BPA may be used for intervention to slow PD progression as shown by the final downstream effects of BPA treatment. Figure 5. MAP kinase candidates for this study. |
นางสาวชลธิชา ใสสว่าง. (2563). การผลิตนิวโรโทรฟิกแฟกเตอร์ (Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)จากเซลล์แบคทีเรียพิเศษชนิดที่ไม่ผลิตสารพิษendotoxinเพื่อใช้ในการชักนำเซลล์มะเร็งสมองชนิดSH-SY5Yให้เป็นเซลล์ประสาทเพื่อใช้เป็นโมเดลในการศึกษาโรคพาร์กินสัน. มหาวิทยาลัยมหิดล. .
นางสาวชลธิชา ใสสว่าง. 2563. "การผลิตนิวโรโทรฟิกแฟกเตอร์ (Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)จากเซลล์แบคทีเรียพิเศษชนิดที่ไม่ผลิตสารพิษendotoxinเพื่อใช้ในการชักนำเซลล์มะเร็งสมองชนิดSH-SY5Yให้เป็นเซลล์ประสาทเพื่อใช้เป็นโมเดลในการศึกษาโรคพาร์กินสัน". มหาวิทยาลัยมหิดล. .
นางสาวชลธิชา ใสสว่าง. "การผลิตนิวโรโทรฟิกแฟกเตอร์ (Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)จากเซลล์แบคทีเรียพิเศษชนิดที่ไม่ผลิตสารพิษendotoxinเพื่อใช้ในการชักนำเซลล์มะเร็งสมองชนิดSH-SY5Yให้เป็นเซลล์ประสาทเพื่อใช้เป็นโมเดลในการศึกษาโรคพาร์กินสัน". มหาวิทยาลัยมหิดล, 2563. .
นางสาวชลธิชา ใสสว่าง. การผลิตนิวโรโทรฟิกแฟกเตอร์ (Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)จากเซลล์แบคทีเรียพิเศษชนิดที่ไม่ผลิตสารพิษendotoxinเพื่อใช้ในการชักนำเซลล์มะเร็งสมองชนิดSH-SY5Yให้เป็นเซลล์ประสาทเพื่อใช้เป็นโมเดลในการศึกษาโรคพาร์กินสัน. มหาวิทยาลัยมหิดล; 2563. .