환경적 요인은 알츠하이머 질병, 파킨슨병, 루게릭병과 같은 신경퇴행성질환의 위험한 요인 중 하나이다. 하지만 중금속이 자가포식작용의 개시나 신경 퇴행작용을 어떠한 방식으로 촉진시키는 지에 대한 연구는 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 파킨슨병과 루게릭병 모델에서 염화구리(Ⅱ)가 어떠한 형태로 세포사멸로 일으키는지, 어떻게 자가포식작용을 유도하는지 밝히고자 하였다. 염화구리(Ⅱ)는 중금속 중의 하나로 퇴행성질환의 발병과 연관이 있는 환경적인 요인으로 알려져 있다. 이전의 본 연구실과 다른 연구실에서 진행된 실험결과에 따르면 염화구리(Ⅱ)가 발생기 산소를 발생시켜 고사와 같은 신경세포사멸을 유도하며 이와 같은 현상이 신경퇴행성 질환의 발병과 유관할 가능성을 제기하였다. 본 연구에서는 염화구리(Ⅱ)에 의해 생겨나는 첫번째 촉진제인 발생기 산소 뿐만 아니라 ...
환경적 요인은 알츠하이머 질병, 파킨슨병, 루게릭병과 같은 신경퇴행성질환의 위험한 요인 중 하나이다. 하지만 중금속이 자가포식작용의 개시나 신경 퇴행작용을 어떠한 방식으로 촉진시키는 지에 대한 연구는 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 파킨슨병과 루게릭병 모델에서 염화구리(Ⅱ)가 어떠한 형태로 세포사멸로 일으키는지, 어떻게 자가포식작용을 유도하는지 밝히고자 하였다. 염화구리(Ⅱ)는 중금속 중의 하나로 퇴행성질환의 발병과 연관이 있는 환경적인 요인으로 알려져 있다. 이전의 본 연구실과 다른 연구실에서 진행된 실험결과에 따르면 염화구리(Ⅱ)가 발생기 산소를 발생시켜 고사와 같은 신경세포사멸을 유도하며 이와 같은 현상이 신경퇴행성 질환의 발병과 유관할 가능성을 제기하였다. 본 연구에서는 염화구리(Ⅱ)에 의해 생겨나는 첫번째 촉진제인 발생기 산소 뿐만 아니라 칼슘이온을 발견하였으며 그것들은 세포 생존을 막는 것 또한 보여주고 있다. 또한, 본 연구에서 세포 내 존재하는 칼슘이온들은 라이소솜의 pH를 변화시켜 자가포식작용 흐름을 손상시키며 이로써 세포 사멸을 촉진시킨다는 것을 새롭게 밝혔다. 칼슘이온을 제거하는 약물인 BAPTA-AM 을 병용처리를 하면 세포질 내의 많은 양의 칼슘이온의 양을 없애고 병리학적 농도로 증가한 세포내 유리 칼슘에 의한 자가포식작용의 손상 흐름을 원래의 상태로 복구시켰다. 결과적으로 염화구리(Ⅱ)는 자가포식작용 흐름을 손상시킴으로써 세포사멸을 가능하게 하며 그리고 이와 같은 현상은 칼슘이온의 농도 조절을 통해 조절할 수 있다. 향후에 위와 같은 연구의 결과를 바탕으로 더 나아가, 이러한 현상들은 진행중인 신경퇴행성 질환 모델에서 투영되며 이는 산발적인 경우에 의해 촉진된다. 따라서 신경퇴행성 질환의 원인인 유전적인 요인과 산발적인 요인의 상호작용에 대한 추가적인 연구의 결과는 새로운 질병조절 타켓으로 발굴에 유용하게 활용될 것으로 보여진다.
환경적 요인은 알츠하이머 질병, 파킨슨병, 루게릭병과 같은 신경퇴행성질환의 위험한 요인 중 하나이다. 하지만 중금속이 자가포식작용의 개시나 신경 퇴행작용을 어떠한 방식으로 촉진시키는 지에 대한 연구는 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 파킨슨병과 루게릭병 모델에서 염화구리(Ⅱ)가 어떠한 형태로 세포사멸로 일으키는지, 어떻게 자가포식작용을 유도하는지 밝히고자 하였다. 염화구리(Ⅱ)는 중금속 중의 하나로 퇴행성질환의 발병과 연관이 있는 환경적인 요인으로 알려져 있다. 이전의 본 연구실과 다른 연구실에서 진행된 실험결과에 따르면 염화구리(Ⅱ)가 발생기 산소를 발생시켜 고사와 같은 신경세포사멸을 유도하며 이와 같은 현상이 신경퇴행성 질환의 발병과 유관할 가능성을 제기하였다. 본 연구에서는 염화구리(Ⅱ)에 의해 생겨나는 첫번째 촉진제인 발생기 산소 뿐만 아니라 칼슘이온을 발견하였으며 그것들은 세포 생존을 막는 것 또한 보여주고 있다. 또한, 본 연구에서 세포 내 존재하는 칼슘이온들은 라이소솜의 pH를 변화시켜 자가포식작용 흐름을 손상시키며 이로써 세포 사멸을 촉진시킨다는 것을 새롭게 밝혔다. 칼슘이온을 제거하는 약물인 BAPTA-AM 을 병용처리를 하면 세포질 내의 많은 양의 칼슘이온의 양을 없애고 병리학적 농도로 증가한 세포내 유리 칼슘에 의한 자가포식작용의 손상 흐름을 원래의 상태로 복구시켰다. 결과적으로 염화구리(Ⅱ)는 자가포식작용 흐름을 손상시킴으로써 세포사멸을 가능하게 하며 그리고 이와 같은 현상은 칼슘이온의 농도 조절을 통해 조절할 수 있다. 향후에 위와 같은 연구의 결과를 바탕으로 더 나아가, 이러한 현상들은 진행중인 신경퇴행성 질환 모델에서 투영되며 이는 산발적인 경우에 의해 촉진된다. 따라서 신경퇴행성 질환의 원인인 유전적인 요인과 산발적인 요인의 상호작용에 대한 추가적인 연구의 결과는 새로운 질병조절 타켓으로 발굴에 유용하게 활용될 것으로 보여진다.
Environmental factor is one of the risk factors for neurodegenerative disorders including Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease (PD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS). However, it is not still clear whether and how heavy metals promote autophagic induction and neurodegeneratio...
Environmental factor is one of the risk factors for neurodegenerative disorders including Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease (PD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS). However, it is not still clear whether and how heavy metals promote autophagic induction and neurodegeneration. Here, we probed how cupric chloride (CuCl2) leads to cell death and induce autophagy in experimental models of PD and ALS. Previous data from our laboratory showed that CuCl2 induces ROS to promote neuronal cell death. In this study, I found that CuCl2 triggers a surge of intracellular Ca2+ and ROS. Intriguingly, I also found that drug-induced surge of intracellular free Ca2+ causes a change in lysosomal pH to promote autophagic flux impairment and consequently cell death. When cells were pre-incubated with BAPTA-AM to chelate excessive cytosolic Ca2+ level, drug-induced impairment of autophagic flux is restored to normal condition. Thus, I concluded that CuCl2 facilitates cell death by impairing autophagic flux in the cells. This event is calcium- but not ROS-dependent. Furthermore, I hypothesized that these phenomena may play a critical role in heavy metal-induced neurodegeneration.
Environmental factor is one of the risk factors for neurodegenerative disorders including Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease (PD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS). However, it is not still clear whether and how heavy metals promote autophagic induction and neurodegeneration. Here, we probed how cupric chloride (CuCl2) leads to cell death and induce autophagy in experimental models of PD and ALS. Previous data from our laboratory showed that CuCl2 induces ROS to promote neuronal cell death. In this study, I found that CuCl2 triggers a surge of intracellular Ca2+ and ROS. Intriguingly, I also found that drug-induced surge of intracellular free Ca2+ causes a change in lysosomal pH to promote autophagic flux impairment and consequently cell death. When cells were pre-incubated with BAPTA-AM to chelate excessive cytosolic Ca2+ level, drug-induced impairment of autophagic flux is restored to normal condition. Thus, I concluded that CuCl2 facilitates cell death by impairing autophagic flux in the cells. This event is calcium- but not ROS-dependent. Furthermore, I hypothesized that these phenomena may play a critical role in heavy metal-induced neurodegeneration.
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