신경세포사는 신경변성질환의 원인으로 보고되고 있지만 그 기전에 대해서는 잘 알러져 있지 않다. 본 연구에서는 microarray와 2-DE를 이용하여 신경세포사의 기전을 이해하고 이를 억제하는 물질의 발굴을 목정으로 한다. 본 연구에서는 파킨슨병을 유발하는 신경독소인 MPP+를 SH-SY5Y에 처리하여 신경세포사를 유도하여 분석하였다. 1mM MPP+를 48시간 동안 처리하면 약 50%의 세포독성를 가지는 것으로 확인되었으며, 이를 기준으로 모든 실험을 수행하였다. 우선, MPP+에 의한 세포사의 기전을 이해하기 위해 유전자 및 단백질을 분리하여 마이크로어레이와 2-DE를 수행하였다. 마이크로어레이 결과에서 2320개의 차등 발현 유전자를 확인하였으며, ...
신경세포사는 신경변성질환의 원인으로 보고되고 있지만 그 기전에 대해서는 잘 알러져 있지 않다. 본 연구에서는 microarray와 2-DE를 이용하여 신경세포사의 기전을 이해하고 이를 억제하는 물질의 발굴을 목정으로 한다. 본 연구에서는 파킨슨병을 유발하는 신경독소인 MPP+를 SH-SY5Y에 처리하여 신경세포사를 유도하여 분석하였다. 1mM MPP+를 48시간 동안 처리하면 약 50%의 세포독성를 가지는 것으로 확인되었으며, 이를 기준으로 모든 실험을 수행하였다. 우선, MPP+에 의한 세포사의 기전을 이해하기 위해 유전자 및 단백질을 분리하여 마이크로어레이와 2-DE를 수행하였다. 마이크로어레이 결과에서 2320개의 차등 발현 유전자를 확인하였으며, 온톨로지 분석를 이용하여 차등발현 유전자들의 biological process에 따라 분류해 보았다. MPP+의 의한 세포사에서 signal transduction 및 cell communication에 대한 유전자들이 많이 발현되었으며, MPP+ 처리 후 48시간에는 cell adhesion과 metabolism에 대한 유전자들이 되었다. 차등발현하는 유전자들 중 signal transduction 및 apoptosis에 관련되어져 있다고 보고된 24개의 유전자를 선별하여 RT-PCR을 통하여 마이크로어레이 결과를 검증하였다. 또한, neuronal cell death 및 MPP+에 의한 신경세포사에서 잘 알러져 있지 않은 GJIC와 관련된 두 개의 유전자 (GJA1, GJB2)를 확인하였다. 이 두 유전자는 MPP+, H2O2, 6-OHDA에 의한 세포사에서 GJA1(connexin43)은 시간이 지남에 따라 발현이 감소하였고, GJB2 (connexin26)은 발현이 증가하였다. MPTP 실험동물 모델에서는 두 개의 유전자가 발현이 증가하는 양상을 보였다. 2-DE결과에서는 전체 육천여개의 스팟 중에 발현양상이 뚜렷한 MAPRE1(end binding protein1)과 ECH1(enoyl-CoA hydratase 1)에 대하여 분석하였다. MPP+, H2O2, 6-OHDA에 의한 세포사에서 MAPRE1은 시간이 지남에 따라 감소하고, ECH1은 증가하는 양상을 보였으며, MPTP 실험동물모델의 중뇌에서도 이와 유사한 양상을 보였다. 이 결과를 바탕으로 MAPRE1은 세포사에서 microtubulin의 dynamics에 영향을 미쳐 세포사에 영향을 주는 것으로 생각되며, ECH1은 지방산 산화에 영향을 주는 효소로서 세포사시 발생하는 활성산소종을 제거하는 역할을 할 것으로 생각된다. 또한, 천연물인 감국 추출물과 합성화합물인 PHID의 MPP+에 의한 세포사 보호효능을 분석하였다. MPP+를 SH-SY5Y에 처리하면 세포생존능 감소, 활성산소종의 증가, Bax/Bcl-2 비율의 증가, caspase-3의 활성증가 및 PARP의 단백질 분해 현상이 일어난다. 이를 바탕으로 감국 추출물 및 PHID의 세포사 저해 효능을 분석해 본 결과, 두 물질이 신경세포 보호 효능을 보임을 확인하였다.
신경세포사는 신경변성질환의 원인으로 보고되고 있지만 그 기전에 대해서는 잘 알러져 있지 않다. 본 연구에서는 microarray와 2-DE를 이용하여 신경세포사의 기전을 이해하고 이를 억제하는 물질의 발굴을 목정으로 한다. 본 연구에서는 파킨슨병을 유발하는 신경독소인 MPP+를 SH-SY5Y에 처리하여 신경세포사를 유도하여 분석하였다. 1mM MPP+를 48시간 동안 처리하면 약 50%의 세포독성를 가지는 것으로 확인되었으며, 이를 기준으로 모든 실험을 수행하였다. 우선, MPP+에 의한 세포사의 기전을 이해하기 위해 유전자 및 단백질을 분리하여 마이크로어레이와 2-DE를 수행하였다. 마이크로어레이 결과에서 2320개의 차등 발현 유전자를 확인하였으며, 온톨로지 분석를 이용하여 차등발현 유전자들의 biological process에 따라 분류해 보았다. MPP+의 의한 세포사에서 signal transduction 및 cell communication에 대한 유전자들이 많이 발현되었으며, MPP+ 처리 후 48시간에는 cell adhesion과 metabolism에 대한 유전자들이 되었다. 차등발현하는 유전자들 중 signal transduction 및 apoptosis에 관련되어져 있다고 보고된 24개의 유전자를 선별하여 RT-PCR을 통하여 마이크로어레이 결과를 검증하였다. 또한, neuronal cell death 및 MPP+에 의한 신경세포사에서 잘 알러져 있지 않은 GJIC와 관련된 두 개의 유전자 (GJA1, GJB2)를 확인하였다. 이 두 유전자는 MPP+, H2O2, 6-OHDA에 의한 세포사에서 GJA1(connexin43)은 시간이 지남에 따라 발현이 감소하였고, GJB2 (connexin26)은 발현이 증가하였다. MPTP 실험동물 모델에서는 두 개의 유전자가 발현이 증가하는 양상을 보였다. 2-DE결과에서는 전체 육천여개의 스팟 중에 발현양상이 뚜렷한 MAPRE1(end binding protein1)과 ECH1(enoyl-CoA hydratase 1)에 대하여 분석하였다. MPP+, H2O2, 6-OHDA에 의한 세포사에서 MAPRE1은 시간이 지남에 따라 감소하고, ECH1은 증가하는 양상을 보였으며, MPTP 실험동물모델의 중뇌에서도 이와 유사한 양상을 보였다. 이 결과를 바탕으로 MAPRE1은 세포사에서 microtubulin의 dynamics에 영향을 미쳐 세포사에 영향을 주는 것으로 생각되며, ECH1은 지방산 산화에 영향을 주는 효소로서 세포사시 발생하는 활성산소종을 제거하는 역할을 할 것으로 생각된다. 또한, 천연물인 감국 추출물과 합성화합물인 PHID의 MPP+에 의한 세포사 보호효능을 분석하였다. MPP+를 SH-SY5Y에 처리하면 세포생존능 감소, 활성산소종의 증가, Bax/Bcl-2 비율의 증가, caspase-3의 활성증가 및 PARP의 단백질 분해 현상이 일어난다. 이를 바탕으로 감국 추출물 및 PHID의 세포사 저해 효능을 분석해 본 결과, 두 물질이 신경세포 보호 효능을 보임을 확인하였다.
Neuro-apoptosis in SNpc appears to play an essential role in the pathogenesis of Parkinson disease; however, the mechanisms by which dopaminergic neuron death are not fully understood. Thus, we evaluated the effects of parkinsonian toxin, 1-methyl-4-phenylpyridine (MPP+), on neuro-apoptosis as well ...
Neuro-apoptosis in SNpc appears to play an essential role in the pathogenesis of Parkinson disease; however, the mechanisms by which dopaminergic neuron death are not fully understood. Thus, we evaluated the effects of parkinsonian toxin, 1-methyl-4-phenylpyridine (MPP+), on neuro-apoptosis as well as associated DAergic neurotoxicity in SH-SY5Y cell systems. The results demonstrated that, when cells were treated with 1mM MPP+ for 48 hours, MPP+ were capable of inducing neuro-apoptosis. However, it remains unclear what kinds of proteins and mRNA are involved by MPP+. In this study, we observed apoptosis mechanism by MPP+ induced cytotoxicity and development of protective compounds. We used cDNA microarray and 2-DE measured expression of transcripts and proteins following exposure to an apoptosis-producing. We identified total 2325 genes that were differentially expressed MPP+ induced cytotoxicity. Significantly differentially expressed genes were classified according to gene ontology. RT-PCR confirmed the differential expression of selected twenty-four genes. Significant differential expression of two genes on GJIC was also detected. And using 2-DE, we identified two proteins. Among these proteins, ECH1 were upregulated in MPP+ treated cells compared with untreated cells. On the other hand, the expression of MAPRE1 protein decreased. And we investigated the protective effects of CM and PHID against MPP+ induced cytotoxicity in SH-SY5Y cells. Treatment of SH-SY5Y cells with MPP+ caused the loss of cell viability, which was associated with elevation of ROS level, the increase in Bax/Bcl-2 ratio and PARP proteolysis, Our results suggested that the protective effects of CM and PHID on MPP+-induced cytotoxicity may be ascribed to its antioxidative properties and antiapoptotic activity such as regulating the expression of Bcl-2 and Bax, reduction of caspase-3 activation and PARP proteolysis, decrease in ROS. These data indicated that protective effect of CM and PHID possesses potent neuroprotective activity. Therefore might be a potential candidate in neurodegenerative disease such as Parkinson's disease.
Neuro-apoptosis in SNpc appears to play an essential role in the pathogenesis of Parkinson disease; however, the mechanisms by which dopaminergic neuron death are not fully understood. Thus, we evaluated the effects of parkinsonian toxin, 1-methyl-4-phenylpyridine (MPP+), on neuro-apoptosis as well as associated DAergic neurotoxicity in SH-SY5Y cell systems. The results demonstrated that, when cells were treated with 1mM MPP+ for 48 hours, MPP+ were capable of inducing neuro-apoptosis. However, it remains unclear what kinds of proteins and mRNA are involved by MPP+. In this study, we observed apoptosis mechanism by MPP+ induced cytotoxicity and development of protective compounds. We used cDNA microarray and 2-DE measured expression of transcripts and proteins following exposure to an apoptosis-producing. We identified total 2325 genes that were differentially expressed MPP+ induced cytotoxicity. Significantly differentially expressed genes were classified according to gene ontology. RT-PCR confirmed the differential expression of selected twenty-four genes. Significant differential expression of two genes on GJIC was also detected. And using 2-DE, we identified two proteins. Among these proteins, ECH1 were upregulated in MPP+ treated cells compared with untreated cells. On the other hand, the expression of MAPRE1 protein decreased. And we investigated the protective effects of CM and PHID against MPP+ induced cytotoxicity in SH-SY5Y cells. Treatment of SH-SY5Y cells with MPP+ caused the loss of cell viability, which was associated with elevation of ROS level, the increase in Bax/Bcl-2 ratio and PARP proteolysis, Our results suggested that the protective effects of CM and PHID on MPP+-induced cytotoxicity may be ascribed to its antioxidative properties and antiapoptotic activity such as regulating the expression of Bcl-2 and Bax, reduction of caspase-3 activation and PARP proteolysis, decrease in ROS. These data indicated that protective effect of CM and PHID possesses potent neuroprotective activity. Therefore might be a potential candidate in neurodegenerative disease such as Parkinson's disease.
주제어
#neuronal cell death neuroblastoma SH-SY5Y cell lines microarray Two-dimensional gel electrophoresis Chrysanthemum morifolium 8-Phenyl-6a,7,8,9,9a,10-hexahydro-6H-isoindolo[5,6-g] quinoxaline-7,9-dione
학위논문 정보
저자
김인수
학위수여기관
건국대학교 대학원
학위구분
국내박사
학과
의학과
지도교수
최동국
발행연도
2010
총페이지
119 p.
키워드
neuronal cell death neuroblastoma SH-SY5Y cell lines microarray Two-dimensional gel electrophoresis Chrysanthemum morifolium 8-Phenyl-6a,7,8,9,9a,10-hexahydro-6H-isoindolo[5,6-g] quinoxaline-7,9-dione
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