• 생명과학회지
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• 제21권5호
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• pp.647-655
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• 2011

Amyloid ${\beta}$ ($A{\beta}$)의 신경독성은 알츠하이머병의 주된 원인이 되고 이러한 신경독성은 일련의 신경세포 사멸반응에 의해 일어난다고 알려져 있다. 본 연구에서는 알츠하이머병의 실험모델로 mouse primary neuronal cell에 $A{\beta}_{25-35}$를 처리하여 세포독성을 유도하는 세포실험모델과 C57BL/6J mouse 뇌실에 $A{\beta}_{25-35}$를 주입하여 인지장애를 일으키는 동물실험모델을 이용하여 phosphodiesterase III 억제제인 cilostazol의 신경보호 효과에 대해 조사하였다. $A{\beta}_{25-35}$를 신경세포에 처리하면 세포생존율이 감소되었고, 세포사멸이 일어난 세포의 수도 증가되었다. 이러한 $A{\beta}_{25-35}$에 의한 세포독성이 cilostazol처리에 의해 회복되었으며, peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR)-${\gamma}$ 항진제인 rosiglitazone 또한 동일한 회복효과를 나타내었다. Cilostazol과 rosiglitazone에 의한 이러한 회복효과가 PPAR-${\gamma}$ 길항제인 GW9662에 의해 다시 억제되는 결과를 통해 cilostazol의 효과는 PPAR-${\gamma}$가 매개하는 신호전달이 관여함을 알 수 있었다. 직접 PPAR-${\gamma}$ 활성화 정도를 측정한 결과, $A{\beta}_{25-35}$ 처리에 의해 감소된 PPAR-${\gamma}$ 활성화 정도가 cilostazol과 rosiglitazone에 의해 증가함을 관찰할 수 있었고, 이는 GW9662에 의해 다시 억제됨을 확인하였다. 게다가, cilostazol은 세포사멸이 일어난 세포의 수와 세포사멸 조절단백질인 Bax/Bcl-2의 비율도 감소시켰다. Cilostazol (20 mg/kg, 구강투여)을 C57BL/6J mice 뇌실에 $A{\beta}_{25-35}$를 주입하기 2주 동안 전처리하고, $A{\beta}_{25-35}$ 주입 후 4주 동안 처리하면, 기억력과 학습능력을 증진시킨다는 결과를 water maze 실험을 통해 알 수 있었으며, rosiglitazone (10 mg/kg)을 먹인 동물에서도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해서 cilostazol이 PPAR-${\gamma}$ 활성화를 통해 $A{\beta}_{25-35}$로 인한 신경세포 손상과 세포사멸을 약화시켜, 신경세포의 생존을 증진시키고, 알츠하이머에서 인지장애를 개선할 것으로 생각된다. 따라서, phosphodiesterase III 억제제인 cilostazol은 알츠하이머 질병 치료에 새로운 전략이 될 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제33권4호
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• pp.279-286
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• 2020

본 연구에서는 부처꽃 에탄올 추출물(ELM)에 대한 항암효능을 알아보기 위하여 인체백혈병 U937 세포의 증식에 미치는 영향과 이와 연관된 apoptosis 유발 여부와 함께 그에 따른 분자생물학적 기전에 대해서 조사하였다. 먼저 ELM 처리에 따른 증식 억제 정도를 조사한 결과, ELM 처리 농도 의존적으로 생존율 및 증식억제 현상이 나타났으며, 핵의 형태 변화, DNA 단편화 및 apoptosis 유발에 관하여 조사한 결과 역시 ELM 처리 농도 의존적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. ELM 처리에 따른 U937 세포에서의 apoptosis 유발에 있어서 미토콘드리아 막의 기능 손상이 관여하는 지를 확인하기 위하여 MMP의 변화 정도를 확인한 결과, ELM 처리 농도 증가에 따라 MMP의 소실이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 MMP의 소실에 가 관여하는 지를 확인하기 위하여 사멸수용체(DR4, 5, Fas) 및 사멸수용체에 결합하는 리간드(FasL, TRAIL)의 발현 변화를 확인한 결과, DR4 및 DR5의 발현이 증가하는 것으로 관찰되었다. 또한 내인적 경로에 관여하는 Bcl-2 family 유전자들의 발현변화를 확인한 결과, Bcl-2 발현 감소 및 Bax의 발현 증가의 변화를 보였으며, Bid 단백질의 발현감소가 나타났으므로 상대적으로 tBid의 생성이 증가되었음을 추측할 수 있었다. 한편apoptosis 유발에 직접적으로 관여하는 것으로 알려진 caspase-3, -8 및 -9의 발현에 미치는 ELM의 영향에 대해서 조사하였다. 결과에서 알 수 있듯이 ELM은 death receptor에 의하여 활성화 되는 것으로 알려진 caspase-8 및 세포질로 방출된 cytochrome c에 의하여 활성화 되는 것으로 알려진 caspase-9의 활성화를 유발하였으며, caspase cascade에 의하여 apoptosis에 직접적으로 관여하는 caspase-3의 발현도 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 활성화된 caspase-3에 의하여 분해가 일어나는 기질 단백질인 PARP의 경우 ELM 처리에 의하여 모두 단편화가 유발되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 인체 백혈병 U937 세포에 ELM을 처리하였을 경우에 유발되는 apoptosis는 외인적 경로인 DR4 및 DR5의 발현 증가를 통한 caspase-8의 활성화와 이로 인한 Bid 단백질의 단편화와 함께 내인적 경로의 미토콘드리아 기능 손실에 의하여 caspase-9 및 -3의 활성화 유발과 기질단백질들의 분해가 중요한 역할을 하는 것으로 생각되며, IAP family의 발현 감소로 인하여 caspase의 활성이 억제되지 못하는 것도 apoptosis 유도에 어느 정도 관여했을 것으로 생각된다. 따라서 ELM 처리에 의하여 유발되는 apoptosis는 외인적 경로 및 내인적 경로를 모두 경유하는 multiple apoptotic pathway에 의하여 조절되며, 이때 caspases가 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.