Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78776
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorSarawut Kumphune-
dc.contributor.authorWannapat Chouyratchakarnen_US
dc.date.accessioned2023-09-04T00:32:31Z-
dc.date.available2023-09-04T00:32:31Z-
dc.date.issued2023-06-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/78776-
dc.description.abstractThe global number of elderly people has been increasing, and the world can now be considered an ageing society. One of the most concerning health problems in the elderly is a musculoskeletal disease, in which fractures and osteoporosis are the most common problems. The deteriorating bone quality in the elderly is a limitation for treatment and patient recovery. Several drugs and biomolecules have been studied for enhance osteoblast properties and differentiation. The secretory leukocyte protease inhibitor (SLPI), which is a serine protease inhibitory protein, has been reported to enhance osteoblast cell adhesion, proliferation, and differentiation. However, the application of SLPI in real clinical settings is limited due to its short half-life in circulation and the fact that it can be destroyed by circulating protease enzymes. Therefore, the application of nanoparticle encapsulation might beneficial for SLPI delivery. This study aims to fabricate liposome nanoparticles encapsulating recombinant human SLPI, or rhSLPI (rhSLPI-LNPs) for augmenting the half-life and enhancing human osteoblast differentiation. The liposome nanoparticles (LNPs) were fabricated by the thin film hydration method. Encapsulation of rhSLPI was performed by adding 0.33 μg/mL rhSLPI in ultrapure water to the thin film lipid, and then rhSLPI-LNPs formed into vesicles. The morphology of LNPs was observed by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The morphology of both blank-LNPs and rhSLPI-LNPs showed a spherical shape and a rough surface. The shell of rhSLPI-LNPs showed an onion-like structure. The size, PDI, and zeta potential of blank-LNPs or rhSLPI-LNPs were measured by the Zetasizer. The results showed that the size of both blank-LNPs and rhSLPI-LNPs was approximately 120 nm, the PDI was 0.08 ± 0.008 and 0.075 ± 0.006, respectively and the zeta potentials were -64.47 ± 1.12 mV and -51.98 ± 0.90 mV, respectively. The rhSLPI encapsulation was confirmed by ELISA. The results showed that liposome nanoparticles could encapsulate rhSLPI. The %EE of rhSLPI-LNPs was 18.313 ± 0.24%. The percentage of release was determined by ELISA. The result showed that rhSLPI was released at less than 1%. Additionally, proteinase inhibition activity was investigated, and the experimental results demonstrated that it still possesses the ability to inhibit protease activity. The rhSLPI-LNPs increased cell proliferation at concentrations of 1 and 10 μg/mL. For cytotoxicity, rhSLPI-LNPs treatment did not cause any toxicity to the human osteoblast cell line (hFOB 1.19). In addition, pre-incubation of hFOB 1.19 with rhSLPI-LNPs could significantly enhance osteoblast adhesion when compared with the untreated group. Finally, osteoblast differentiation was observed by qRT-PCR. The results showed that rhSLPI-LNPs enhanced Runx2, Col1a1, and Ocn mRNA expression. In conclusion, this is the first study showing that rhSLPI-encapsulated liposome nanoparticles (rhSLPI-LNPs) are biocompatible with human osteoblast cells and could enhance human osteoblast cell adhesion and differentiation.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherChiang Mai : Graduate School, Chiang Mai Universityen_US
dc.titleDevelopment of liposome nanoparticles for delivering recombinant human secretory leukocyte protease inhibitor (rhSLPI) for enhancing osteoblast proliferation, adhesion, and differentiationen_US
dc.title.alternativeการพัฒนาอนุภาคนาโนไลโปโซมเพื่อนำส่งโปรตีนลูกผสมตัวยับยั้งเอนไซม์ชนิดซีครีโทรีลิวโคไซต์โปรตีเอสมนุษย์เพื่อเพิ่มการเพิ่มจำนวน การยึดเกาะและพัฒนาการของเซลล์สร้างกระดูกของมนุษย์en_US
dc.typeThesis-
thailis.controlvocab.lcshNanoparticles-
thailis.controlvocab.lcshOsteoblasts-
thailis.controlvocab.lcshBone cells-
thailis.controlvocab.lcshProteins-
thesis.degreemasteren_US
thesis.description.thaiAbstractในปัจจุบันจำนวนผู้สูงอายุทั่วโลกนั้นได้เพิ่มสูงขึ้น และถือได้สังคมในตอนนี้นั้นเป็นสังคมผู้สูงอายุ โดยปัญหาสุขภาพที่มักเป็นปัญหาในสังคมผู้สูงอายุคือโรคเกี่ยวกับกล้ามเนื้อและกระดูก ซึ่งโรคกระดูกหักและกระดูกพรุนนั้นเป็นโรคที่พบบ่อยที่สุด สาเหตุเกิดจากการเสื่อมถอยของคุณภาพกระดูกในผู้สูงอายุนั้นเป็นข้อจำกัดในการรักษาและการฟื้นกระดูกของผู้ป่วย มีรายงานการศึกษาเกี่ยวกับยาและสารชีวโมเลกุลหลายชนิดเพื่อใช้ในการเพิ่มความสามารถและการพัฒนาของเซลล์กระดูกตัวอ่อน (Osteoblast) ไปเป็นกระดูก และได้มีรายงานว่าโปรตีนตัวยับยั้งเอนไซม์ชนิดซีครีโทรีลิวโคไซต์โปรตีเอส (Secretory leukocyte protease inhibitor, SLPI) ซึ่งเป็นโปรตีนที่ยับยั้งซีรีนโปรตีเอส (Serine protease) มีความสามารถในการช่วยเพิ่มการยึดเกาะ การเพิ่มจำนวน และการสร้างความพัฒนาไปเป็นกระดูกของเซลล์กระดูกตัวอ่อน อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้ SLPI ในทางคลินิกนั้นมีข้อจำกัด เนื่องจากครึ่งชีวิตสั้นในระบบหมุนเวียนเลือด และสามารถถูกทำลายได้โดยเอนไซม์โปรตีเอสในกระแสเลือด ดังนั้นการประยุกต์ใช้การห่อหุ้มของอนุภาคนาโนอาจเป็นประโยชน์สำหรับการนำส่ง SLPI การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างอนุภาคนาโนไลโปโซม (Liposome nanoparticles, LNPs) ที่ห่อหุ้มโปรตีนลูกผสมตัวยับยั้งเอนไซม์ชนิดซีครีโทรีลิวโคไซต์โปรตีเอสมนุษย์ (recombinant human SLPI, rhSLPI) (rhSLPI-LNPs) เพื่อเพิ่มครึ่งชีวิตและเพิ่มการพัฒนาของเซลล์กระดูกตัวอ่อน โดย LNPs ถูกสังเคราะห์ขึ้นด้วยวิธี Thin film hydration และการห่อหุ้ม rhSLPI ดำเนินการโดยการเติม rhSLPI 0.33 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร ในน้ำบริสุทธิ์พิเศษ จากนั้นผสม rhSLPI กับฟิล์มของไขมัน จะทำให้ rhSLPI-LNPs จะก่อตัวเป็นถุง (Vesicles) โดยสัณฐานวิทยาของ LNPs ถูกตรวจสอบภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) สัณฐานวิทยาของทั้ง blank-LNPs และ rhSLPI-LNPs มีรูปร่างเป็นทรงกลมและพื้นผิวขรุขระ และลักษณะของเปลือกของ rhSLPI-LNPs แสดงโครงสร้างคล้ายหัวหอม นอกจากนี้ขนาด, PDI และค่าศักดิ์ซีตาของอนุภาค (Zeta potential) ของ blank-LNPs หรือ rhSLPI-LNPs ถูกวัดโดยเครื่อง Zetasizer ผลการตรวจวิเคราะห์พบว่าขนาดของทั้ง blank-LNPs และ rhSLPI-LNPs มีค่าประมาณ 120 นาโนเมตร ค่า PDI เท่ากับ 0.08 ± 0.008 และ 0.075 ± 0.006 ตามลำดับ และค่าศักย์ซีตาเท่ากับ -64.47 ± 1.12 mV และ -51.98 ± 0.90 mV ตามลำดับ การห่อหุ้ม rhSLPI (Encapsulation efficiency) ได้รับการตรวจวัดโดยวิธี Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) ผลการตรวจวัดพบว่า LNPs สามารถห่อหุ้ม rhSLPI ได้ สำหรับ %EE ของ rhSLPI-LNPs คือ 18.313 ± 0.24% ในขั้นตอนต่อมาเปอร์เซ็นต์ของการปลดปล่อย (%releasing) ถูกตรวจวิเคราะห์โดย ELISA ผลปรากฏว่า rhSLPI ถูกปล่อยออกมาน้อยกว่า 1% นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบความสามารถในการยับยั้งโปรตีเอสและผลการทดลองแสดงให้เห็นว่ายังคงมีความสามารถในการยับยั้งการทำงานของโปรตีเอส นอกจากนี้ rhSLPI-LNPs สามารถเพิ่มการเพิ่มจำนวนเซลล์ที่ความเข้มข้น 1 และ 10 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร สำหรับความเป็นพิษต่อเซลล์ พบว่า rhSLPI-LNPs ไม่ก่อให้เกิดความเป็นพิษใดๆ ต่อเซลล์สร้างกระดูกของมนุษย์ (hFOB 1.19) นอกจากนี้ การบ่มเซลล์ hFOB 1.19 ร่วมกับ rhSLPI-LNP นั้นสามารถเพิ่มการยึดเกาะของเซลล์สร้างกระดูก (Osteoblast cell adhesion) ได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับการบ่มร่วมกัน ในขั้นตอนสุดท้าย qRT-PCR ใช้ในการตรวจสอบการพัฒนาของเซลล์สร้างกระดูก (Osteoblast cell differentiation) ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า rhSLPI-LNPs นั้นสามารถเพิ่มการแสดงออกของ Runx2, Col1a1 และ Ocn โดยสรุปแล้ว นี่เป็นการศึกษาครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนไลโปโซมที่ห่อหุ้ม rhSLPI (rhSLPI-LNPs) นั้นสามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพกับเซลล์สร้างกระดูกของมนุษย์ และสามารถเพิ่มการยึดเกาะและการสร้างความแตกต่างของเซลล์สร้างกระดูกของมนุษย์en_US
thesis.concealPublish (Not conceal)en_US
Appears in Collections:BMEI: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
642635906_Wannapat_Chouyratchakarn copy.pdf8.05 MBAdobe PDFView/Open


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.