Abstract
Objectives: To evaluate the protective effects of glutathione (GSH) on the cytotoxicity of mercurial compounds$(CM_3HgCl,\;HgCl_2)$ or cadmium chloride$(CdCl_2)$ in EMT-6 cells. Methods: The compounds investigated were $CH_3HgCl,\;HgCl_2,\;CdCl_2$, GSH, buthionine Sulfoximine(BSO), L-2-oxothiazolidine-4-carboxylic acid(OTC). Cytotoxicity analysis consist of nitric oxide(NO) production, ATP production and cell viability. Results: Mercurial compounds and cadmium chloride significantly decreased cell viability and the synthesis of NO and cellular ATP in EMT-6 cells. GSH was not toxic at concentrations of 0-1.6 mM. In the presence of GSH, mercurial compounds and cadmium did not decrease the production of ATP and nitrite in EMT-6 cells. The protective effects of GSH against the cytotoxicity of mercurial compounds and cadmium depended on the concentration of added GSH to the culture medium for EMT-6 cells. We evaluated the effects of intracellular GSH level on mercury- or cadmium-induced cytotoxicity by the pretreatment experiments. Pretreatment of GSH was not changed ${NO_2}^-$ and ATP production, and pretreatment of BSO was decreased in dose and time-dependent manner. Pretreatment of OTC was increased ${NO_2}^-$ and ATP production in dose- and tine-dependent manner. Because intracellular GSH level was increased by OTC pretreatment, the protective effect on mercury- and cadmium-induced cytotoxicity was increased. Conclusions: These results indicated that sulfhydryl compounds had the protective effects against mercury-induced cytotoxicity by the intracellular GSH levels.
본 연구는 EMT-6 세포를 이용하여 무기수은, 유기수은 및 카드뮴의 세포독성에 대한 glutathione(GSH)의 방어효과를 알아보고자 하였다. 무기수은, 유기수은 및 카드뮴을 첨가한 배양조건에서 EMT-6 세포의 세포생존율, ${NO_2}^-$ 및 ATP 생성량은 첨가한 중금속의 농도가 증가할수록 용량의존적으로 감소하였다. GSH, OTC 및 BSO를 단독 첨가한 배양조건은 세포의 세포생존율과 NO2- 및 ${NO_2}^-$ 생성량에 영향을 주지 않았다. 수은화합물 및 카드뮴과 GSH를 동시 첨가한 배양조건에서는 세포생존율이 90% 이상 유지되었고, ${NO_2}^-$ 및 ATP 생성량은 기본배양조건과 비슷한 수준으로 나타났다. $16{\mu}M$의 무기 및 유기수은과 $160{\mu}M$의 카드뮴을 첨가한 실험조건에 GSH를 동시 첨가했을 경우 방어효과는 GSH의 농도에 따라 용량의존적으로 증가하였다. 세포내에서 수은 및 카드뮴의 세포독성에 대한 GSH역할을 알아보고자 GSH, OTC, BSO 전처리 실험을 한 결과, GSH의 전처리는 이들이 세포막을 통과하지 못하기 때문에 대조군과 비슷한 양상으로 나타난 반면에 BSO를 전처리한 군에서는 세포내 GSH 농도의 감소로 수은의 세포 독성이 증가하여 대조군에 비하여 ${NO_2}^-$와 ATP 생성량이 현저히 감소하였다. 또한 세포내 GSH의 농도를 증가시키는 OTC를 전처리한 결과 수은의 독성에 대한 방어효과가 시간 및 용량 의존적으로 현저하게 증가하였다. 이러한 실험결과는 수은의 세포독성에 대한 GSH의 방어효과가 GSH 세포내 농도와 밀접한 관련이 있음을 간접적으로 보여주고 있다. 본 연구의 결과는 수은 및 카드뮴의 독성에 대한 GSH의 방어작용이 단순히 -SH기와 중금속의 결합에 의한 결과가 아니라 세포내에서 GSH 분자가 갖는 고유의 기능으로 판단되며, 특히 중금속에 의한 에너지대사의 장애를 GSH가 회복시킬 수 있음을 보여준다.