활성산소로 인한 산화적 스트레스는 세포를 손상시키고, 세포사멸 및 괴사를 유발시킨다. 심근비대 와 허혈 후 재관류 조건에서 대규모의 활성산소가 발생되고 미토콘드리아 DNA에 영향을 미치며, 세포질로 분비되고, 핵으로 들어가 핵DNA를 손상시킨다. 증가된 ROS생성은 cytochrome C를 방출시키며, 세포사멸 경로를 활성화 시킨다. 정상 ROS 수준을 유지하기 위한 ...
활성산소로 인한 산화적 스트레스는 세포를 손상시키고, 세포사멸 및 괴사를 유발시킨다. 심근비대 와 허혈 후 재관류 조건에서 대규모의 활성산소가 발생되고 미토콘드리아 DNA에 영향을 미치며, 세포질로 분비되고, 핵으로 들어가 핵DNA를 손상시킨다. 증가된 ROS생성은 cytochrome C를 방출시키며, 세포사멸 경로를 활성화 시킨다. 정상 ROS 수준을 유지하기 위한 내인성 항산화제들이 많이 존재한다. 항산화제 효소인 superoxide dismutases (SODs)는 산화적 스트레스성 손상으로부터 심장조직을 보호할 수 있고, 허혈 손상에 대한 허혈 전처치의 보호 기전에서의 역할에 대해 보고 되고 있다. 그러나, DNA 손상 (미토콘드리아 DNA, 핵 DNA)에 대한 SODs의 보호기전에 대해서 여전히 논란의 여지가 많다.
현재, 심근비대와 허혈손상에 의해 생성되는ROS 역할을 검정하기 위해 isoproterenol 유발- 좌심실 심근비대 (LVH), 허혈 재관류, 허혈 전처치등이 토끼와 쥐에 적용되었다. 우리는 comet assay와 미토콘드리아 DNA fragmentation assay를 통해 핵DNA (nDNA)에 대한 산화적 스트레스를 측정하였다. Western blot을 이용하여 Mn-SOD, Cu/Zn-SOD, 그리고 cytochrome C의 발현 수준을 측정하였다. 조직 형태는 H&E 염색으로, 미토콘드리아 형태는 전자 현미경을 이용하여 분석하였다.
우리의 결과는 미토콘드리아와 핵 모두에서의 고도의 DNA 손상과 Cu/Zn-SOD의 과발현이 좌심실 비대 토끼의 심장조직에서 대조군 보다 높게 나타났다. 허혈 모델의 경우, 허혈 전처치를 한 군에서는 전처치를 하지 않은 대조군에 비교하여 허혈 후 재관류시에 미토콘드리아 DNA손상이 감소하였고, cytochrome C 와 MnSOD의 수준이 증가한 것을 발견하였다.
결론적으로, 우리의 결과들은 심근비대에 대한 분자단위의 기전과 심혈관 질환에 대한 허혈 재관류, 허혈 손상에 대한 허혈 전처치에 대한 보호기전들의 연구에 기여될 것이다.
활성산소로 인한 산화적 스트레스는 세포를 손상시키고, 세포사멸 및 괴사를 유발시킨다. 심근비대 와 허혈 후 재관류 조건에서 대규모의 활성산소가 발생되고 미토콘드리아 DNA에 영향을 미치며, 세포질로 분비되고, 핵으로 들어가 핵DNA를 손상시킨다. 증가된 ROS생성은 cytochrome C를 방출시키며, 세포사멸 경로를 활성화 시킨다. 정상 ROS 수준을 유지하기 위한 내인성 항산화제들이 많이 존재한다. 항산화제 효소인 superoxide dismutases (SODs)는 산화적 스트레스성 손상으로부터 심장조직을 보호할 수 있고, 허혈 손상에 대한 허혈 전처치의 보호 기전에서의 역할에 대해 보고 되고 있다. 그러나, DNA 손상 (미토콘드리아 DNA, 핵 DNA)에 대한 SODs의 보호기전에 대해서 여전히 논란의 여지가 많다.
현재, 심근비대와 허혈손상에 의해 생성되는ROS 역할을 검정하기 위해 isoproterenol 유발- 좌심실 심근비대 (LVH), 허혈 재관류, 허혈 전처치등이 토끼와 쥐에 적용되었다. 우리는 comet assay와 미토콘드리아 DNA fragmentation assay를 통해 핵DNA (nDNA)에 대한 산화적 스트레스를 측정하였다. Western blot을 이용하여 Mn-SOD, Cu/Zn-SOD, 그리고 cytochrome C의 발현 수준을 측정하였다. 조직 형태는 H&E 염색으로, 미토콘드리아 형태는 전자 현미경을 이용하여 분석하였다.
우리의 결과는 미토콘드리아와 핵 모두에서의 고도의 DNA 손상과 Cu/Zn-SOD의 과발현이 좌심실 비대 토끼의 심장조직에서 대조군 보다 높게 나타났다. 허혈 모델의 경우, 허혈 전처치를 한 군에서는 전처치를 하지 않은 대조군에 비교하여 허혈 후 재관류시에 미토콘드리아 DNA손상이 감소하였고, cytochrome C 와 MnSOD의 수준이 증가한 것을 발견하였다.
결론적으로, 우리의 결과들은 심근비대에 대한 분자단위의 기전과 심혈관 질환에 대한 허혈 재관류, 허혈 손상에 대한 허혈 전처치에 대한 보호기전들의 연구에 기여될 것이다.
The oxidative stress resulting from an increased cardiac generation of reactive oxygen species (ROS) may damage cells, leading to apoptosis/necrosis. Under hypertrophy and ischemia/reperfusion (IR) conditions, a large amount of superoxide (O_(2)^(-)) may be produced then effect on mitochondrial DNA ...
The oxidative stress resulting from an increased cardiac generation of reactive oxygen species (ROS) may damage cells, leading to apoptosis/necrosis. Under hypertrophy and ischemia/reperfusion (IR) conditions, a large amount of superoxide (O_(2)^(-)) may be produced then effect on mitochondrial DNA (mtDNA), leaks to cytosol, translocates to nucleus to damage nuclear DNA (nDNA). Enhanced ROS production also activate the release of cytochrome C (CytC), leading to apoptotic pathways. There are many endogenous anti-oxidants to restrict steady state ROS level; in which, superoxide dismutases (SODs), critical anti-oxidant enzymes, can protect the heart against oxidative stress damage. The roles of this enzyme system in the protection mechanism of ischemic preconditioning (IPC) against ischemic injuries have been reported. However, the effects of mitochondrial O_(2)^(-) production on DNA damage (both mtDNA and nDNA) as well as the protective role of SODs are still in progress.
In the present study, to elucidate the role of ROS production to cardiac hypertrophy and ischemia injuries, isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy (LVH), IR and IPC protocols were applied to rabbit and rat hearts. We estimated the oxidative stress effect on nDNA and mtDNA via comet assay and DNA fragmentation assay. The expression levels of Mn-SOD, Cu/Zn-SOD and CytC were estimated by western blot. Tissue morphology was examined by H&E staining and mitochondrial morphology was analyzed by transmission electron microscope.
Our results showed that expression levels of DNA (mtDNA, nDNA) damage and Cu/Zn-SOD were higher in LVH rabbit hearts in comparison with control rabbit hearts. We also found lower mtDNA damage, higher CytC and Mn-SOD expression levels in mitochondria of regional tissues were corresponded to the lower O_(2)^(-) production in IPC compared with IR.
In conclusion, our results will contribute to the investigation of molecular mechanisms of hypertrophy, IR - induced oxidative stress to cardiovascular disease and the protective role of IPC against ischemic injuries.
The oxidative stress resulting from an increased cardiac generation of reactive oxygen species (ROS) may damage cells, leading to apoptosis/necrosis. Under hypertrophy and ischemia/reperfusion (IR) conditions, a large amount of superoxide (O_(2)^(-)) may be produced then effect on mitochondrial DNA (mtDNA), leaks to cytosol, translocates to nucleus to damage nuclear DNA (nDNA). Enhanced ROS production also activate the release of cytochrome C (CytC), leading to apoptotic pathways. There are many endogenous anti-oxidants to restrict steady state ROS level; in which, superoxide dismutases (SODs), critical anti-oxidant enzymes, can protect the heart against oxidative stress damage. The roles of this enzyme system in the protection mechanism of ischemic preconditioning (IPC) against ischemic injuries have been reported. However, the effects of mitochondrial O_(2)^(-) production on DNA damage (both mtDNA and nDNA) as well as the protective role of SODs are still in progress.
In the present study, to elucidate the role of ROS production to cardiac hypertrophy and ischemia injuries, isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy (LVH), IR and IPC protocols were applied to rabbit and rat hearts. We estimated the oxidative stress effect on nDNA and mtDNA via comet assay and DNA fragmentation assay. The expression levels of Mn-SOD, Cu/Zn-SOD and CytC were estimated by western blot. Tissue morphology was examined by H&E staining and mitochondrial morphology was analyzed by transmission electron microscope.
Our results showed that expression levels of DNA (mtDNA, nDNA) damage and Cu/Zn-SOD were higher in LVH rabbit hearts in comparison with control rabbit hearts. We also found lower mtDNA damage, higher CytC and Mn-SOD expression levels in mitochondria of regional tissues were corresponded to the lower O_(2)^(-) production in IPC compared with IR.
In conclusion, our results will contribute to the investigation of molecular mechanisms of hypertrophy, IR - induced oxidative stress to cardiovascular disease and the protective role of IPC against ischemic injuries.
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