Smith, Duncan RPimjai Chingsuwanrote2025-03-112025-03-11200520252005Thesis (M.Sc. (Molecular Genetics and Genetic Engineering))--Mahidol University, 20059740463649https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/20.500.14594/106162Molecular Genetics and Genetic Engineering (Mahidol University 2005)Apoptosis is an active process of cellular self-destruction, which is required for normal development, immune cell proliferation and tissue homeostasis in multicellular organisms. Inappropriate apoptosis can contribute to the cause and progression of many diseases. Infection with any of four serotypes of dengue virus can cause dengue fever (DF), dengue hemorrhagic fever (DHF) and dengue shock syndrome (DSS). Dengue-induced hepatocyte apoptosis has been implicated in pathogenesis of the severe forms of dengue virus infection, DHF and DSS. However, the underlying mechanism of apoptotic induction in response to dengue virus infection is still unclear. Infection of the HepG2 (human hepatoma) cell line with dengue virus serotype 1-4 (DEN1-4) was shown induction apoptotic response in a serotype specific manner by using DNA fragmentation. The ladder was observed clearly after infection with DEN-1, 2 and 4, while low signal of apoptosis was shown after infection with DEN-3. The 14 members of cysteine proteases, caspase family, are the main regulators of cell death. From studying in a mouse system, caspase-12 serves as the key mediator of ER-stress induced apoptosis. Dengue virus utilizes the host cell ER as an integral part of their proliferation, and may induce an ER-stress response and also ER-stress mediated apoptosis. Infection with DEN-2 but not DEN-3 induced ER stress indicated by increasing levels of GRP78 but the activation of caspase-12 was not observed by infection with both serotypes. This may result from the use of HepG2 cells which is a cell line derived from a human source. It has been reported that the function of caspase-12 was lost in humans, and as such another caspase may responsible for regulation of ER stress mediated cell death in human. Alternatively, other ER specific cell death pathway may operate simultaneously. Infection with DEN-2 was shown to decrease pro-caspase-7 levels suggesting the involvement of a caspase dependent pathway. Inhibition of caspase mediated apoptosis by treatment with a broad caspase inhibitor, z-VAD-fmk showed a decreasing both the number of cells dying and virus production in HepG2 cells but not in Hep3B cells. This result suggests that a caspase independent pathway may mainly be responsible for induction of cell death in Hep3B. The number of dead cells correlated with the amount of virions production, and thus possible, the virus may induce apoptosis to facilitate the release of virion progeny.Apoptosis คือกระบวนการทำลายตัวเองของเซลล์ซึ่งจำเป็นต่อพัฒนาการ การเพิ่มจำนวนของเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกัน และการรักษาสมดุลของเนื้อเยื่อในสิ่งมีชีวิต การสูญเสียการควบคุมของกระบวนการนี้เป็นสาเหตุของการเกิดพยาธิสภาพของโรคหลายชนิด อาการของกลุ่มโรคไข้เลือดซึ่งเกิดจากการติดเชื้อไวรัสเตงกี่สามารถทวีความรุนแรงขึ้นได้ โดยการเหนี่ยวนำให้เกิดกระบวนการ apoptosis ของเซลล์ตับ แต่กลไกการเหนี่ยวนำในระดับโมเลกุลนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด จากการศึกษาด้วยเทคนิค DNA laddering ในเซลล์มะเร็งตับชนิด HepG2 พบว่าการติดเชื้อของไวรัสเดงกี่ที่ก่อให้เกิดกระบวนการ apoptosis ขึ้นอยู่กับความจำเพาะเจาะจงต่อซีโรไทป์ของไวรัสโดยการติดเชื้อของซีโรไทป์ 1, 2 และ 4 สามารถก่อให้เกิด apoptosis อย่างชัดเจน ในขณะที่การติดเชื้อของซีโรไทป์ 3 ไม่เห็นผลชัดเจนนัก caspase-12 คือโปรตีนที่ควบคุมกระบวนการ apoptosis โดยการเหนี่ยวนำอย่างจำเพาะจาก ER stress ไวรัสเดงกี่ซึ่งมีการเพิ่มจำนวนโดยอาศัย ER จะส่งผลให้เกิดให้เกิด apoptosis โดยผ่านการเหนี่ยวนำจาก ER stress การติดเชื้อโดยซีโรไทป์ 2 สามารถเพิ่มปริมาณโปรตีน GRP78 ซึ่งแสดงถึง ER stressแต่ไม่พบการเพิ่มปริมาณของโปรตีนชนิดนี้จากการติดเชื้อของซีโรไทป์ 3 อย่างไรก็ตามการติดเชื้อของทั้งสองซีโรไทป์ไม่พบการกระตุ้นของ caspase-12 ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการที่ caspase-12 สูญเสียหน้าที่ไปในเซลล์มนุษย์และมีกระบวนการอื่นทำหน้าที่แทนการติดเชื้อโดยซีโรไทป์ 2 ทำให้ระดับของ procaspase-7 ลดลง และจากการศึกษาโดยการใช้ตัวยับยั้ง caspase พบว่า ระดับของผลิตผลของไวรัสและเซลล์ตายลดลงในเซลล์ HepG2 แต่ไม่พบปรากฏการณ์นี้ในเซลล์ Hep3B ซึ่งอาจเป็นเพราะกลไก apoptosis ในเซลล์ Hep3B ไม่จำเป็นต้องอาศัย caspase นอกจากนี้ ยังพบว่าปริมาณของเซลล์ที่ตายเกี่ยวเนื่องไปในทางเดียวกับปริมาณผลิตผลของไวรัส ซึ่งเป็นไปได้ว่าไวรัสอาจเหนี่ยวนำ apoptosis เพื่อสนับสนุนการปลดปล่อยอนุภาคไวรัสxiii, 93 leaves : ill.application/pdfengผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้าApoptosisCaspasesDengue VirusHepatocytesMaster ThesisMahidol University