บทบาทของเอสโตรเจนและสารไฟโตเอสโตรเจนในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการขนส่งสารน้ำและอิเล็กโตรไลท์และระบบป้องกันเยื่อเมือกของเซลล์เยื่อบุมดลูก

Titleบทบาทของเอสโตรเจนและสารไฟโตเอสโตรเจนในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการขนส่งสารน้ำและอิเล็กโตรไลท์และระบบป้องกันเยื่อเมือกของเซลล์เยื่อบุมดลูก
Publication TypeReport
Year of Publication2010
Authorsเดชะปัญญา, ฉัตรศรี
Series Editorปุญญโชติ, สุทธาสินี
Date Published2010
Institutionมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
Typeโครงการวิจัย
Report NumberRMU4980026
ISBN NumberRMU4980026
Keywords17-estradiol, Cl- secretion, Daidzein, endometrial epithelium, estrogen receptor, Genistein, K+ secretion, secretory component, SK channel, การขนส่งโปแตสเซี่ยม, การหลั่งคลอไรด์, ตัวรับเอส, เจนีสทีอีน, ไดแอดซีน, ไฟโตเอสโตรเจน
Abstract

การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาฤทธิ์ของไฟโตเอสโตรเจนต่อ 1) การขนส่งไอออนและกลไกการออกฤทธิ์แบบเฉียบพลันและระยะยาว 2) การแสดงออกของโปรตีนตัวรับเอสโตรเจนชนิดแอลฟา (ER-) และเบต้า (ER-) และ 3) การแสดงออกของโปรตีน secretory component (SC) ของเซลล์เยื่อบุมดลูกปฐมภูมิ โดยแยกเซลล์เยื่อบุมดลูกจากปีกมดลูกหมูวัยแรกรุ่นแล้วนำมาเลี้ยงในน้ำเลี้ยงเซลล์ปกติ และเปลี่ยนเป็นน้ำเลี้ยงเซลล์ที่ปราศจากเอสโตรเจนทั้งที่ไม่มีและมีเอสตราไดออล (E2) เจนิสทีอีน หรือ
ไดแอดซีนผสมอยู่ การทดลองโดยใช้เครื่องมือ Ussing เพื่อวัดค่าทางไฟฟ้า พบว่า E2 (10-9-10-7 M) ไม่มีผลเปลี่ยนแปลงค่า short circuit current (Isc) ในขณะที่เจนิสทีอีน (10-6-10-4 M) เพิ่มค่า Isc อย่างไรก็ตามการให้เจนิสทีอีนความเข้มข้นสูง (10-4 M) มีผลเพิ่ม Isc อย่างรวดเร็วตามด้วยการลด Isc อย่างช้าๆ ซึ่งเป็นผลของการกระตุ้นการหลั่งคลอไรด์ตามด้วยการหลั่งโปแตสเซี่ยมทางด้าน apical membrane
เจนิสทีอีนยังมีผลกระตุ้น barium-sensitive K+ channel ผ่านทาง basolateral membrane เจนีสทีอีน
กระตุ้นการหลั่งไอออนโดยผ่านการเพิ่มแคลเซี่ยมภายในเซลล์ ซึ่งเห็นได้จากผลของเจนีสทีอีนที่ถูกยับยั้งเป็นบางส่วนโดย BAPTA-AM (5x10-5 M) ในทางตรงข้ามไดแอดซีนยับยั้งการหลั่งคลอไรด์ทางด้าน apical โดยไม่มีผลต่อ basolateral membrane ผล RT-PCR พบการแสดงออกของ small-conductance Ca2+-activated K+ channel (SK)1, SK3 และ SK2 channel mRNA การให้เอสโตรเจน เจนีสทีอีน หรือ
ไดแอดซีนเป็นเวลา 48 ชั่วโมง ไม่มีผลต่อการแสดงออกของ SK1 mRNA ในขณะที่ E2 ลดการแสดงออกของ SK2 และ เจนีสทีอีน หรือไดแอดซีนเพิ่มการแสดงออกของ SK3 mRNA โดยไม่เปลี่ยนแปลง GAPDH mRNA ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเจนีสทีอีนอาจควบคุมการขนส่งคลอไรด์และโปแตสเซี่ยมโดยผ่านทางการเพิ่มแคลเซี่ยมภายในเซลล์และการแสดงออกของ SK3 channel การศึกษาผลระยะยาวโดยเปลี่ยนจากน้ำเลี้ยงเซลล์ปกติเป็นน้ำเลี้ยงเซลล์ที่ปราศจากเอสโตรเจนเป็นเวลา 7 วันพบค่าความต้านทานลดลงเหลือ 19% และความต่างศักย์ลดลงเหลือ 39% เมื่อเปรียบเทียบกับค่าควมคุมที่ day 0 การให้ E2 (10-9 M) เจนีสทีอิน หรือไดแอดซีน (10-6 M) อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 7 วันไม่มีผลเปลี่ยนแปลงค่าทางไฟฟ้าดังกล่าวอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ
จากการศึกษาด้วยเทคนิค semi-quantitative Western blot พบเซลล์เยื่อบุมดลูกมีการแสดงออกของโปรตีน ER- (53 kD) มากกว่า ER- (66 kD) 3 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับโปรตีนเบต้าแอคติน ผลการแสดงออกของโปรตีน ER-, ER- และอัตราส่วน ER-/ ER- ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อให้เอสโตรเจน เจนีส-เทอีน หรือ ไดแอดซีนเป็นเวลา 72 ชั่วโมง นอกจากนี้ยังพบการแสดงออกของโปรตีน secretory component proteins ขนาด 100 kD และ 200 kD ในเซลล์ที่เลี้ยงด้วยน้ำเลี้ยงเซลล์ปกติและลดลงอย่างมากในน้ำเลี้ยงเซลล์ที่ปราศจากเอสโตรเจน การให้ไดเเอดซีนในน้ำเลี้ยงเซลล์ที่ปราศจากเอสโตรเจนเป็นเวลา 48 ชั่วโมง มีผลเพิ่มการแสดงออกของโปรตีนทั้ง 2 ขนาด ในขณะที่เอสโตรเจนเพิ่มการแสดงออกของโปรตีน 100 kD ส่วนเจนิสทีอีนลดการแสดงออกของโปรตีน
จากผลการทดลองสรุปได้ว่าสารไฟโตเอสโตรเจนควบคุมการขนส่งไอออนในเซลล์เยื่อบุมดลูกและการแสดงออกของ SC ซึ่งแสดงให้เห็นความสำคัญของสารไฟโตเอสโตรเจนต่อการควบคุมส่วนประกอบและปริมาตรของของเหลวในโพรงมดลูกตลอดจนการหลั่งสารสำคัญที่เกี่ยวข้องกับ mucosal immunity อีกด้วย นอกจากนี้การที่สารไฟโตเอสโตรเจนไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของตัวรับเอสโตรเจนยังเป็นหลักฐานที่สามารถนำสารไฟโตเอสโตรเจนไปประยุกต์ใช้เป็นฮอร์โมนทดแทน

The present study was aimed to examine the effects of phytoestrogens on 1) the ion transport functions and mechanism of acute and long term response, 2) the expression ratio of estrogen receptor subtypes, ER- and ER-, and 3) the expression of secretory component (SC) protein, in primary cultured endometrial epithelial cells. The endometrial glands were isolated from immature pig uterus and cultured in the standard medium and then switched to the estrogen-free medium or in the presence of 17-estradiol (E2), genistein or daidzein. Experiments using Ussing apparatus to measure bioelectrical parameters revealed that acute exposure of 17-estradiol
(10-9-10-7 M) had no effect on Isc whereas genistein (10-6-10-4 M) increased short circuit current (Isc). High concentration of genistein (10-4 M) produced a biphasic response in which the Isc rapidly increased followed by a sustained decrease in Isc below the baseline level, corresponding to an initial activation of Cl- secretion and subsequently K+ secretion in the apical membrane. Genistein also activated barium-sensitive basolateral K+ current. Genistein-regulated Cl- and K+ channels were partially Ca2+ dependence as the genistein-activated Isc was partially blocked by BAPTA-AM (5x10-5 M). In contrast, daidzein (10-6-10-4 M) produced a concentration dependent decrease in Isc which was due to an inhibition of apical Cl- current with no change in basolateral K+ current. RT-PCR experiment demonstrated the expression of mRNA for the small-conductance Ca2+-activated K+ channel (SK)1, SK3 and less SK2 channels. Treatment of monolayers with E2 (10-9 M), genistein (10-5 M) or daidzein (10-5 M) for 2 days did not affect SK1 mRNA expression whereas only E2 decreased SK2, and genistein and daidzein increased SK3 mRNA expression. The results indicate that Cl- and K+ transport activities are regulated by genistein via an increase in intracellular Ca2+, and the SK3 mRNA expression is subject to long term genistein regulation. Cells grown in estrogen-free media for 7 days significantly reduced the transepithelial resistance to 19% and the potential difference to 39% of the baseline level on day 0. Long-term exposure to E2 (10-9 M), genistein (10-6 M) or daidzein (10-6 M) for 7 days did not significantly affect these bioelectrical parameters.
Semi-quantitative Western blot analysis showed that the expression of ER- (53 kD) was 3 fold higher than ER- (66 kD) with reference to -actin. Treatment with E2, genistein or diadzein at 10-9 M and 10-4 M for 72 hrs had no significant changes in the normalized ER expression and the ER/ER ratio. The blots also revealed the expression of 100 and 200 kD bands of SC protein in cells grown in serum-containing medium, but less in estrogen-free medium. Treatment with daidzein (10-6 M) for 48 hrs increased the intensity of these two proteins while E2 (10-9 M) increased only 100 kD band intensity. In contrast, genistein (10-6 M) treatment decreased all protein intensities.
Taken together, our findings demonstrated the phytoestrogens genistein and daidzein modulation of the secretory functions and the expression of SC protein in primary porcine cultured endometrial epithelial cells without aberration of ER expression. These findings suggest an important role of phytoestrogens in controlling the intrauterine composition and volume as well as the expression and secretion of proteins involved in mucosal immunity. The impact of the ER- to ER- ratio in response to phytoestrogens compared to E2 may provide evidence for clinical application for using phytoestrogens in hormone replacement therapy.

URLhttp://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=RMU4980026
Alternate TitleRole of estrogen and phytoestrogen in regulation of transport properties and mucosal host defense mechanism in endometrial epithelial cells