Effects of Benzalkonium Chloride on the growth and survival of Human corneal epithelial cells

점안액 보존제 성분 Benzalkonium Chloride에 의해 유도된 각막상피세포의 세포고사 유도

The aim of this study was to investigate the action of benzalkonium chloride (BAC) used as a preservative in most ophthalmic topical solutions, on human corneal epithelial (HCE) cells in vitro. HCE cell line was exposed to BAC solutions at various concentrations (0.01%~0.0001%) for 15 minutes followed by 24 hours of cell recovery. Cell viability was assessed using MTT assay and chromatin condensation with a Hoechst 33342 test. The expression of membrane protein Fas and Fas ligand was examined by western blot and immunocytochemistry, and DNA fragmentation was studied by agarose gel electrophoresis. A significant decrease of membrane integrity with chromatin condensation was observed with BAC tested at concentrations of 0.005% and higher. BAC was cytotoxic preservatives in this study. An apoptotic mechanism appeared to be present at low concentrations of BAC, whereas a necrotic process appeared at higher concentrations. A functional Fas-mediated apoptotic pathway is present in cultured HCE cells and can be activated by upregulation of Fas expression with BAC.

점안액 보존제 성분으로 이용되는 Benzalkonium Chloride(BAC)가 배양 각막 상피세포에 미치는 영향을 조사하기 위해 본 연구를 시행하였다. BAC를 세포에 0.0001%~0.01%로 15분 동안 처리하여 24시간 후 회복 효과를 조사하였다. MTT assay를 이용하여 세포 생존율을 산정하고 Hoechst 33342로 염색질 응축을 조사하였다. Fas 발현 여부를 조사하기 위해 western blot과 immunocytochemistry를 이용하였으며 DNA fragmentation은 agarose gel을 이용한 전기영동을 시행하였다. BAC를 0.005% 이상 처리하면 세포괴사가 일어나는 반면에 저농도의 BAC는 세포고사를 유도하는 것으로 나타났으며 BAC로 Fas 발현이 유도될 수 있다는 것을 보여주고 있다. 본 연구를 통해 점안액의 대표적인 보존제인 BAC의 부작용에 대한 각막세포 차원의 연구가 필요하며 세포독성이 없는 새로운 보존제의 개발이 필요한 것으로 나타났다.