Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Effect of gold nanoparticles on capillary tube formation with special reference to the alteration of pericytes
Year (A.D.)
2019
Document Type
Thesis
First Advisor
เดภิชา จินดาทิพย์
Second Advisor
อมรพันธุ์ เสรีมาศพันธุ์
Faculty/College
Faculty of Medicine (คณะแพทยศาสตร์)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิทยาศาสตร์การแพทย์
DOI
10.58837/CHULA.THE.2019.1081
Abstract
Pericytes เป็นเซลล์ที่วางตัวอยู่ติดกับผนังด้านนอกของหลอดเลือดขนาดเล็ก ได้แก่ capillary และ post-capillary venule เซลล์นี้ทำหน้าที่หลักในการค้ำจุนหลอดเลือดดังกล่าว และมีความสำคัญต่อทั้งกระบวนการทางสรีรวิทยาและพยาธิวิทยาของหลอดเลือด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างหลอดเลือดใหม่ ปัจจุบันอนุภาคทองคำระดับนาโนเมตร (AuNPs) ถูกนำมาใช้เพื่อยับยั้งการสร้างหลอดเลือดใหม่ โดยยับยั้งการแบ่งตัว การเคลื่อนย้าย และกระบวนการ tube formation โดยมุ่งเน้นผลไปยัง endothelial cells เพียงอย่างเดียว แต่อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาถึงผลของ AuNPs ต่อลักษณะสัณฐานและการทำงานของ pericytes การศึกษานี้จึงนำ 20 nm AuNPs ที่ความเข้มข้น 30 ppm มาทดสอบกับ pericytes โดยการเคลื่อนย้ายของเซลล์ศึกษาโดยใช้เทคนิค transwell migration, และระดับการแสดงออกของยีน Ki-67 ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้การแบ่งตัวของเซลล์ และ PDGFR-β ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ pericytes โดยใช้เทคนิค real-time RT-qPCR และลักษณะสัณฐานศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) นอกจากนี้ศึกษาการสร้างหลอดเลือดฝอยจำลองแบบสามมิติบน Matrigel โดยนำ pericytes ที่ได้รับ AuNPs มาเพาะเลี้ยงร่วมกับเซลล์ human umbilical cord endothelial cells ผลการศึกษาพบว่า AuNPs มีผลทำให้การเคลื่อนย้าย การแบ่งตัว และการแสดงออกระดับ mRNA ของยีน PDGFR-β ของ pericytes ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และผลการศึกษาภายใต้กล้อง TEM เปิดเผยให้เห็นอนุภาคทองคำที่ถูกบรรจุอยู่ใน organelles ต่างๆ ได้แก่ late endosomes, lysosomes และ mitochondria และที่น่าสนใจคือ mitochondria เหล่านี้มีลักษณะบวมพองหรือเสียสภาพ ในส่วนของการศึกษาจำนวนของการสร้างหลอดเลือดจำลอง พบว่ามีจำนวนลดลงอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่มของ pericytes ที่ถูกใส่ AuNPs และพบว่า pericytes ในกลุ่มนี้มีลักษณะเป็นทรงกลม ไม่ยืดแขนงเพื่อสร้าง tube ส่งผลให้ tube มีลักษณะไม่สมบูรณ์เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม สรุปได้ว่า AuNPs สามารถส่งผลกระทบต่อลักษณะสัณฐานและคุณสมบัติของ pericytes ได้ จากผลการทดลองผู้วิจัยมุ่งหวังว่าจะสามารถนำอนุภาคทองคำมาปรับใช้เพื่อเป็นหนึ่งในทางเลือกสำหรับ anti-capillary tube formation โดยมีเป้าหมายต่อ pericytes ได้ในอนาคต
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Pericytes are perivascular cells that wrap around endothelial cells to form wall of capillaries and post-capillary venules. These cells play important roles in physiological and pathological processes, including angiogenesis. Nowadays, gold nanoparticles (AuNPs) are used for anti-angiogenesis by inhibiting the activity of endothelial cell proliferation, migration, and tube formation. Nevertheless, the effects of gold nanoparticles on the alteration of pericyte morphology and their functions have not been well explored. In this study, 20 nm-AuNPs were applied to human placenta pericyte monoculture with concentration of 30 ppm. Morphology of pericytes was observed by transmission electron microscopy. Cell migration was evaluated by transwell migration assay. Real-time RT-qPCR was used to assess Ki-67 and PDGFR-β mRNA expression. Additionally, these AuNPs 30 ppm-treated pericytes were co-cultured with human umbilical cord endothelial cells on Matrigel to explore the 3D tube formation. The results showed that AuNPs significantly suppressed migration, proliferation, and PDGFR-β mRNA expression of pericytes. The ultrastructure of pericytes displayed AuNPs in several organelles, i.e., engulfed late endosomes, lysosomes, and mitochondria. Interestingly, these mitochondria were swollen or damaged. Furthermore, the number of capillary tube formations was essentially reduced. A number of pericytes on these capillary tubes were round shape and did not extend the processes along the tube, which in turn increased incomplete tube formation compared with the control. In summary, AuNPs could affect pericyte biology, including proliferation, migration, morphology, and tube formation property. These findings may help support the potential application of AuNPs in anti-capillary tube formation by pericyte-targeted therapy.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
ลู่ประเสริฐกุล, ศศิกานต์, "ผลของอนุภาคทองคำระดับนาโนเมตรต่อการสร้างหลอดเลือดฝอย โดยมุ่งเน้นศึกษาความเปลี่ยนแปลงที่เซลล์เพอริไซต์" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 9457.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/9457