배양림프구에서 paraquat의 세포독성에 대한 vitamin C와 deferoxamine의 항산화 효과 (The)antioxidant effect of vitamin C and deferoxamine on paraquat-induced cytotoxicity in cultured lymphocytes원문보기
연구목적: paraquat 중독 환자에서 항산화 치료에 대한 기초 자료로서 사람의 말초 혈액에서 paraquat 독성에 대한 세포 파괴 정도(cytotoxicity)를 측정하고 이 세포독성에 대하여 vitamin C와 deferoxamine의 항산화 효과를 평가하고자 malondialdehyde(이하 MDA)와 superoxide dismutase(이하 SOD)활성도 및 총 ...
연구목적: paraquat 중독 환자에서 항산화 치료에 대한 기초 자료로서 사람의 말초 혈액에서 paraquat 독성에 대한 세포 파괴 정도(cytotoxicity)를 측정하고 이 세포독성에 대하여 vitamin C와 deferoxamine의 항산화 효과를 평가하고자 malondialdehyde(이하 MDA)와 superoxide dismutase(이하 SOD)활성도 및 총 항산화능(total antioxidant status, 이하 TAS)을 측정하였다. 또한 광학현미경과 전자현미경을 이용하여 paraquat에 의해 세포독성이 유발된 군과 paraquat 투여 이후 항산화제를 투여한 군에서 각각 세포의 형태학적인 변화를 관찰하였다. 대상 및 방법: 건강한 성인 10 명(남자 5 명, 여자 5 명)을 대상으로 하여 동의서를 작성한 후 Sodium-Heparin tube에 말초혈액 20 ㎖를 채취하여 10 ㎖는 세포독성 측정에 이용하고 나머지 10 ㎖는 항산화 효과 측정에 이용하였다. 실험군은 1) C 군: 대조군, 동량의 식염수만 투여한 군, 2) P 군: paraquat만 투여한 군, 3) PV 군: paraquat 투여 30 분 후에 vitamin C를 투여한 군, 4) PD 군: paraquat 투여 30 분 후에 deferoxamine을 투여한 군, 5) PVD 군: paraquat 투여 30 분 후에 vitamin C를 투여한 뒤 다시 1 시간 후에 deferoxamine을 투여한 군, 6) PDV 군: paraquat 투여 30 분 후에 deferoxamine을 투여한 뒤 다시 1 시간 후에 vitamin C를 투여한 군 등 총 6 개 군으로 나누었다. 각 군마다 10 개씩 말초혈액을 배정하여 실험에 이용하였으며 사용한 시약의 농도는 각각 paraquat 100 μM, vitamin C 100 μM, deferoxamine 100 μM 이었다. 각 군에서 림프구를 분리하여 배양한 뒤 Microculture Tetrazolium 법(MTT assay)에 의하여 세포독성 측정을 측정하였으며, MDA와 SOD 활성도 및 TAS의 양을 측정하였다. 또한 광학현미경(OLYMPUS BX51)과 Hitachi H-7650 형 투과전자현미경으로 각 군에서의 세포의 형태학적인 변화를 관찰하였으며, 세포자멸사 및 세포 괴사 정도를 평가하였다. 결과: 각 군에서 측정된 세포 활성도는 C 군에서 0.878 ± 0.139 이었으며, P 군에서 0.771 ± 0.143 (p<0.0001)로 세포 활성도가 감소했다가 각각 PV 군 0.902 ± 0.216 (p=0.001), PD 군 0.896 ± 0.153 (p=0.019), PVD 군 0.888 ± 0.152 (p<0.0001), PDV 군 1.077 ± 0.121 (p=0.002)로 항산화제를 투여한 군에서 paraquat만 투여한 군에 비해 통계적으로 유의하게 세포 활성도가 증가하였다. 두 가지 항산화제의 투여 순서를 달리한 경우 PDV 군(1.077 ± 0.121)에서 PVD 군(0.888 ± 0.152)에 비해 통계적으로 유의하게 세포 활성도가 증가하였다(p=0.018). MDA 양은 P군(6.78 ± 0.93 μmol/L)과 비교하여 각각의 항산화제를 투여 한 후 PV 군 3.96 ± 0.98 μmol/L (p<0.0001), PD 군 4.92 ± 1.50 μmol/L (p=0.012), PVD 군 3.22 ± 0.83 μmol/L (p<0.0001), PDV 군 3.42 ± 0.95 μmol/L (p<0.0001)로 모든 군에서 통계적으로 유의하게 MDA 양이 감소하였다. 두 가지 항산화제를 함께 투여한 군에서 단독 투여 군에 비해 통계적으로 유의하게 MDA 양이 감소하였으나(p=0.007), deferoxamine과 vitamin C의 투여 순서에 따른 MDA 양의 변화에는 통계적 유의성이 없었다. 각 군에서 측정된 혈액 내 SOD 양은 paraquat 투여 후 대조군에 비해 SOD 활성도가 증가하였다가 항산화제 투여 후 감소하는 양상을 보였으나 통계적인 유의성은 없었다. 항산화제를 투여한 군과의 비교에서는 P 군(1419.9 ± 265.9 μmol/L)에 비해 PDV 군(1176.4 ± 238.9 μmol/L)에서만 유일하게 통계적으로 유의하게 SOD 활성도가 감소하였다(p=0.017). 각 군에서 측정된 TAS는 P 군(0.87 ± 0.05 μmol/L)에 비해 항산화제를 투여한 모든 군에서 각각 PV 군 1.00 ± 0.03 μmol/L(p=0.005), PD 군 9.01 ± 0.24 μmol/L(p=0.005), PVD 군 4.64 ± 3.98 μmol/L(p=0.005), PDV 군 9.41 ± 0.27 μmol/L(p=0.005)로 통계적으로 유의하게 총 항산화능이 증가하였다. 사후 검정 결과 PDV 군에서 가장 높은 총 항산화능을 나타냈다(p<0.0001). 현미경을 이용하여 세포의 형태학적 변화를 관찰한 결과 세포자멸사는 모든 실험군에서 비슷한 분포를 나타냈으나 항산화제를 투여한 군 모두에서 P 군(50개)에 비해 통계적으로 유의하게 세포 괴사가 감소하였다(C 군; 23 개, PV 군; 38 개, PD 군; 30 개, PVD 군; 40 개, PDV 군; 36 개, p<0.005). 결론: Paraquat의 세포독성에 대한 vitamin C와 deferoxamine의 항산화 효과를 측정한 결과 세포 활성도와 SOD 활성도 및 TAS 측정에 있어서는 PDV 군에서 가장 좋은 결과를 나타냈다. 또한 현미경 관찰을 통하여 이러한 항산화제의 효과로서 세포 괴사의 감소를 관찰 할 수 있었다. 따라서 이러한 결과로 paraquat에 의해 유발된 세포독성에 있어서 deferoxamine과 vitamin C가 효과적인 항산화제임을 알 수 있었으며 또한 deferoxamine을 먼저 투여하고 vitamin C를 나중에 투여하는 것이 항산화효과를 더욱 상승시킬 수 있을 것임을 시사한다. 중심단어 : Paraquat, 세포독성, Vitamin C, Deferoxamine, 항산화제
연구목적: paraquat 중독 환자에서 항산화 치료에 대한 기초 자료로서 사람의 말초 혈액에서 paraquat 독성에 대한 세포 파괴 정도(cytotoxicity)를 측정하고 이 세포독성에 대하여 vitamin C와 deferoxamine의 항산화 효과를 평가하고자 malondialdehyde(이하 MDA)와 superoxide dismutase(이하 SOD)활성도 및 총 항산화능(total antioxidant status, 이하 TAS)을 측정하였다. 또한 광학현미경과 전자현미경을 이용하여 paraquat에 의해 세포독성이 유발된 군과 paraquat 투여 이후 항산화제를 투여한 군에서 각각 세포의 형태학적인 변화를 관찰하였다. 대상 및 방법: 건강한 성인 10 명(남자 5 명, 여자 5 명)을 대상으로 하여 동의서를 작성한 후 Sodium-Heparin tube에 말초혈액 20 ㎖를 채취하여 10 ㎖는 세포독성 측정에 이용하고 나머지 10 ㎖는 항산화 효과 측정에 이용하였다. 실험군은 1) C 군: 대조군, 동량의 식염수만 투여한 군, 2) P 군: paraquat만 투여한 군, 3) PV 군: paraquat 투여 30 분 후에 vitamin C를 투여한 군, 4) PD 군: paraquat 투여 30 분 후에 deferoxamine을 투여한 군, 5) PVD 군: paraquat 투여 30 분 후에 vitamin C를 투여한 뒤 다시 1 시간 후에 deferoxamine을 투여한 군, 6) PDV 군: paraquat 투여 30 분 후에 deferoxamine을 투여한 뒤 다시 1 시간 후에 vitamin C를 투여한 군 등 총 6 개 군으로 나누었다. 각 군마다 10 개씩 말초혈액을 배정하여 실험에 이용하였으며 사용한 시약의 농도는 각각 paraquat 100 μM, vitamin C 100 μM, deferoxamine 100 μM 이었다. 각 군에서 림프구를 분리하여 배양한 뒤 Microculture Tetrazolium 법(MTT assay)에 의하여 세포독성 측정을 측정하였으며, MDA와 SOD 활성도 및 TAS의 양을 측정하였다. 또한 광학현미경(OLYMPUS BX51)과 Hitachi H-7650 형 투과전자현미경으로 각 군에서의 세포의 형태학적인 변화를 관찰하였으며, 세포자멸사 및 세포 괴사 정도를 평가하였다. 결과: 각 군에서 측정된 세포 활성도는 C 군에서 0.878 ± 0.139 이었으며, P 군에서 0.771 ± 0.143 (p<0.0001)로 세포 활성도가 감소했다가 각각 PV 군 0.902 ± 0.216 (p=0.001), PD 군 0.896 ± 0.153 (p=0.019), PVD 군 0.888 ± 0.152 (p<0.0001), PDV 군 1.077 ± 0.121 (p=0.002)로 항산화제를 투여한 군에서 paraquat만 투여한 군에 비해 통계적으로 유의하게 세포 활성도가 증가하였다. 두 가지 항산화제의 투여 순서를 달리한 경우 PDV 군(1.077 ± 0.121)에서 PVD 군(0.888 ± 0.152)에 비해 통계적으로 유의하게 세포 활성도가 증가하였다(p=0.018). MDA 양은 P군(6.78 ± 0.93 μmol/L)과 비교하여 각각의 항산화제를 투여 한 후 PV 군 3.96 ± 0.98 μmol/L (p<0.0001), PD 군 4.92 ± 1.50 μmol/L (p=0.012), PVD 군 3.22 ± 0.83 μmol/L (p<0.0001), PDV 군 3.42 ± 0.95 μmol/L (p<0.0001)로 모든 군에서 통계적으로 유의하게 MDA 양이 감소하였다. 두 가지 항산화제를 함께 투여한 군에서 단독 투여 군에 비해 통계적으로 유의하게 MDA 양이 감소하였으나(p=0.007), deferoxamine과 vitamin C의 투여 순서에 따른 MDA 양의 변화에는 통계적 유의성이 없었다. 각 군에서 측정된 혈액 내 SOD 양은 paraquat 투여 후 대조군에 비해 SOD 활성도가 증가하였다가 항산화제 투여 후 감소하는 양상을 보였으나 통계적인 유의성은 없었다. 항산화제를 투여한 군과의 비교에서는 P 군(1419.9 ± 265.9 μmol/L)에 비해 PDV 군(1176.4 ± 238.9 μmol/L)에서만 유일하게 통계적으로 유의하게 SOD 활성도가 감소하였다(p=0.017). 각 군에서 측정된 TAS는 P 군(0.87 ± 0.05 μmol/L)에 비해 항산화제를 투여한 모든 군에서 각각 PV 군 1.00 ± 0.03 μmol/L(p=0.005), PD 군 9.01 ± 0.24 μmol/L(p=0.005), PVD 군 4.64 ± 3.98 μmol/L(p=0.005), PDV 군 9.41 ± 0.27 μmol/L(p=0.005)로 통계적으로 유의하게 총 항산화능이 증가하였다. 사후 검정 결과 PDV 군에서 가장 높은 총 항산화능을 나타냈다(p<0.0001). 현미경을 이용하여 세포의 형태학적 변화를 관찰한 결과 세포자멸사는 모든 실험군에서 비슷한 분포를 나타냈으나 항산화제를 투여한 군 모두에서 P 군(50개)에 비해 통계적으로 유의하게 세포 괴사가 감소하였다(C 군; 23 개, PV 군; 38 개, PD 군; 30 개, PVD 군; 40 개, PDV 군; 36 개, p<0.005). 결론: Paraquat의 세포독성에 대한 vitamin C와 deferoxamine의 항산화 효과를 측정한 결과 세포 활성도와 SOD 활성도 및 TAS 측정에 있어서는 PDV 군에서 가장 좋은 결과를 나타냈다. 또한 현미경 관찰을 통하여 이러한 항산화제의 효과로서 세포 괴사의 감소를 관찰 할 수 있었다. 따라서 이러한 결과로 paraquat에 의해 유발된 세포독성에 있어서 deferoxamine과 vitamin C가 효과적인 항산화제임을 알 수 있었으며 또한 deferoxamine을 먼저 투여하고 vitamin C를 나중에 투여하는 것이 항산화효과를 더욱 상승시킬 수 있을 것임을 시사한다. 중심단어 : Paraquat, 세포독성, Vitamin C, Deferoxamine, 항산화제
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