토끼에서 cisplatin에 의해 유도된 급성 신부전시 산조인 추출물의 효과 Effects of Zizyphi Spinosae Extract on Cisplatin and t-Butylhydroperoxide Induced Acute Renal Failure in Rabbits원문보기
항암제로 알려진 cisplatin과 t-BHP를 토끼에 투여하여 유도된 급성 신부전 시 산조인 추출액을 처리하였을 때 신장 세포의 보호에 미치는 항산화 효과를 조사하였다. 신장을 분리한 후 신피질 절편 실험에서 세포의 손상을 유발하는 지질과산화 및 LDH 실험에서 t-BHP 단독 처리 시 대조군에 비하여 각각 3배, 5배 이상 증가하였으나 산조인 추출액 0.5%를 동시 처리하였을 때는 대조군 수준으로 감소하였다. Creatinine 측정과 지질과산화 실험에서 cisplatin $5mg{\cdot}kg^{-1}$을 복강 투여한 군의 creatinine 농도가 $2.13{\pm}0.1mg{\cdot}dl^{-1}$로 나타났으나 산조인 추출액 $50mg{\cdot}kg^{-1}{\cdot}day^{-1}$을 7일간 전처리 후 cisplatin 투여 48시간 경과한 군은 $0.84{\pm}0.1mg{\cdot}dl^{-1}$로 creatinine의 농도가 약 60% 감소되는 신장보호 효과를 나타내었고, 지질과산화 검사는 cisplatin 단독 투여 시 대조군에 비하여 1.6배 높게 나타났으나 산조인 추출액 전처리 시 1.1배로 대조군과 유사하였다. 병리조직 검사는 cisplatin 단독 처리군에서 근위곱슬세관이 대조군에 대하여 더 붉게 염색되었으며 근위곱슬세관은 내강의 융모세포가 탈락하여 공포를 형성하였다. 그러나 산조인 추출액을 7일간 전처리한 군에서는 근위곱슬세관이 대조군과 유사한 염색소견을 보였고 근위곱습세관도 내강의 융모세포 탈락이 거의 나타나지 않았다. 따라서 cisplatin과 t-BHP에 의해 유발된 신장세포 손상에 대하여 산조인 추출액이 항산화 효과를 보였다.
항암제로 알려진 cisplatin과 t-BHP를 토끼에 투여하여 유도된 급성 신부전 시 산조인 추출액을 처리하였을 때 신장 세포의 보호에 미치는 항산화 효과를 조사하였다. 신장을 분리한 후 신피질 절편 실험에서 세포의 손상을 유발하는 지질과산화 및 LDH 실험에서 t-BHP 단독 처리 시 대조군에 비하여 각각 3배, 5배 이상 증가하였으나 산조인 추출액 0.5%를 동시 처리하였을 때는 대조군 수준으로 감소하였다. Creatinine 측정과 지질과산화 실험에서 cisplatin $5mg{\cdot}kg^{-1}$을 복강 투여한 군의 creatinine 농도가 $2.13{\pm}0.1mg{\cdot}dl^{-1}$로 나타났으나 산조인 추출액 $50mg{\cdot}kg^{-1}{\cdot}day^{-1}$을 7일간 전처리 후 cisplatin 투여 48시간 경과한 군은 $0.84{\pm}0.1mg{\cdot}dl^{-1}$로 creatinine의 농도가 약 60% 감소되는 신장보호 효과를 나타내었고, 지질과산화 검사는 cisplatin 단독 투여 시 대조군에 비하여 1.6배 높게 나타났으나 산조인 추출액 전처리 시 1.1배로 대조군과 유사하였다. 병리조직 검사는 cisplatin 단독 처리군에서 근위곱슬세관이 대조군에 대하여 더 붉게 염색되었으며 근위곱슬세관은 내강의 융모세포가 탈락하여 공포를 형성하였다. 그러나 산조인 추출액을 7일간 전처리한 군에서는 근위곱슬세관이 대조군과 유사한 염색소견을 보였고 근위곱습세관도 내강의 융모세포 탈락이 거의 나타나지 않았다. 따라서 cisplatin과 t-BHP에 의해 유발된 신장세포 손상에 대하여 산조인 추출액이 항산화 효과를 보였다.
Cathepsin D (CtsD), an aspartyl peptidase, is involved in apoptosis, resulting in the release of cytochrome C from mitochondria in cells. Here, we investigated microRNA regulation of CtsD expression in 3T3-L1 cells. First, we observed the expression of CtsD in cells in response to doxorubicin (Dox)....
Cathepsin D (CtsD), an aspartyl peptidase, is involved in apoptosis, resulting in the release of cytochrome C from mitochondria in cells. Here, we investigated microRNA regulation of CtsD expression in 3T3-L1 cells. First, we observed the expression of CtsD in cells in response to doxorubicin (Dox). As expected, the level of CtsD mRNA increased in 3T3-L1 cells exposed to Dox in a dose-dependent manner. The cellular viability of ectopically expressed CtsD cells was decreased. Next, we used the miRanda program to search for particular microRNA targeting CtsD. MiR-145 was selected as a putative controller of CtsD because it had a high mirSVR score. In a reporter assay, the luciferase activity of cells containing the CtsD 3'-UTR region decreased in cells transfected with a miR-145 mimic compared to that of a control. The level of CtsD expression was down-regulated in preadipocytes ectopically expressing miR-145 and up-regulated by an miR-145 inhibitor. Cells also suppressed miR-145 expression when exposed to Dox. The miR-145 inhibitor reduced the cellular viability of 3T3-L1 cells. Taken together, these data suggest that miR-145 regulates CtsD-mediated cell death in adipocytes. These findings may have valuable implications concerning the molecular mechanism of CtsD-mediated cell death in obesity, suggesting that CtsD could be a useful therapeutic tool for the prevention and treatment of obesity by regulating fat cell numbers.
Cathepsin D (CtsD), an aspartyl peptidase, is involved in apoptosis, resulting in the release of cytochrome C from mitochondria in cells. Here, we investigated microRNA regulation of CtsD expression in 3T3-L1 cells. First, we observed the expression of CtsD in cells in response to doxorubicin (Dox). As expected, the level of CtsD mRNA increased in 3T3-L1 cells exposed to Dox in a dose-dependent manner. The cellular viability of ectopically expressed CtsD cells was decreased. Next, we used the miRanda program to search for particular microRNA targeting CtsD. MiR-145 was selected as a putative controller of CtsD because it had a high mirSVR score. In a reporter assay, the luciferase activity of cells containing the CtsD 3'-UTR region decreased in cells transfected with a miR-145 mimic compared to that of a control. The level of CtsD expression was down-regulated in preadipocytes ectopically expressing miR-145 and up-regulated by an miR-145 inhibitor. Cells also suppressed miR-145 expression when exposed to Dox. The miR-145 inhibitor reduced the cellular viability of 3T3-L1 cells. Taken together, these data suggest that miR-145 regulates CtsD-mediated cell death in adipocytes. These findings may have valuable implications concerning the molecular mechanism of CtsD-mediated cell death in obesity, suggesting that CtsD could be a useful therapeutic tool for the prevention and treatment of obesity by regulating fat cell numbers.
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문제 정의
이를 이용하여 cisplatin은 손상된 신장의 모델을 제시하기 위한 약제로 사용되고 있다[21]. 따라서 이번 연구에서는 cisplatin가 생성시키는 ROS에 의하여 유발된 급성신부전 시 산조인의 항산화 작용에 의한 치료 효과를 조사하였다.
제안 방법
대조군은 동량의 생리식염수를 투여하였다. Cisplatin 5 mg․kg-1을 dimethylsulfoxide (DMSO)에 희석하여 1회 복강 내 주사하고, 24시간 및 48시간 뒤에 채혈 후 희생하여 조직을 채취하고 변화를 관찰하였다.
Cisplatin 투여 전 7일 동안 산조인 추출액(Zizyphus Extract)을 투여(50 mg․kg-1․day-1, p.o)하였다. 대조군은 동량의 생리식염수를 투여하였다.
In vivo 지질과산화 분석은 cisplatin에 의한 급성 신부전을 유발시킨 후 신장을 적출하여 신장절편을 만든 다음 in vitro와 같은 방법으로 지질과산화를 측정하였다.
모든 실험동물관리는 경남과학기술대학교 실험동물관리기준에 의거하여 동물실험을 수행하였다(승인번호 2013-4). 대조군과 실험군은 각 5마리의 토끼를 사용하였으며, in vitro 실험으로 신장을 적출하여 신피질 절편을 만든 후 지질과산화 및 lactate dehydrogenase (LDH) 유출 실험과 in vivo 실험으로 약물 투여 후 혈액을 채혈하여 급성신부전의 지표인 creatinine의 혈 중 농도와 항산화 효과를 조사하기 위한 지질과산화를 측정하였다. 또한, 신장세포의 병리 조직을 검사하였다.
산조인 추출액이 cisplatin에 의한 급성 신부전 치료에 효과가 있는지를 조사하기 위하여 급성 급성 신부전 증세의 지표인 혈 중 creatinine의 농도를 측정하였다. 약물을 처리하지 않은 대조군의 혈청 creatinine은 0.
산조인 추출액이 신피질 절편에서 t-BHP에 의한 세포의 손상을 억제하는지를 확인하기 위하여 산조인 추출액을 각각 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5% 농도가 되게 한 다음 1 mM t-BHP을 첨가하여 신피질 절편에서 유리되는 LDH의 정도를 조사하였다. 실험의 결과로 아무런 처리를 하지 않은 대조군의 LDH 유출은 3.
대상 데이터
실험동물은 체중 1.5～1.8 kg의 New Zealand male rabbit을 SNT 바이오에서 구입하여 고형사료(삼양사료, 한국)와 물을 충분히 공급하면서 2주일 이상 실험실 환경에 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 모든 실험동물관리는 경남과학기술대학교 실험동물관리기준에 의거하여 동물실험을 수행하였다(승인번호 2013-4).
데이터처리
0, SAS Institute, USA)를 이용하였다. 실험성적은 mean ± SD로 나타내었으며, 실험군 평균치 차에 대한 검증은 t-test로 실시하여 유의수준을 p<0.05 이하로 하였다.
성능/효과
병리조직학적 검사소견에서 cisplatin 투여군은 근위곱슬세관의 내강이 탈락하여 공포를 형성하였으나 산조인 추출액전 처리군에서는 융모세포의 탈락이 거의 없는 대조군과 유사한 결과를 보였다. 이러한 결과로 cisplatin과 t-BHP에 의해 손상된 신장의 세포들이 산조인 추출액에 의하여 세포가 회복되거나 손상이 억제되는 것을 알 수 있었다.
병리조직학적 검사소견에서 cisplatin 투여군은 근위곱슬세관의 내강이 탈락하여 공포를 형성하였으나 산조인 추출액전 처리군에서는 융모세포의 탈락이 거의 없는 대조군과 유사한 결과를 보였다. 이러한 결과로 cisplatin과 t-BHP에 의해 손상된 신장의 세포들이 산조인 추출액에 의하여 세포가 회복되거나 손상이 억제되는 것을 알 수 있었다.
이번 실험에서 t-BHP와 cisplatin에 의한 신장의 급성신부전 시 산조인 추출액이 세포의 손상을 초래하는 지질과산화의 생성 및 세포의 사멸의 척도를 나타내는 LDH 유출을 효과적으로 억제 하였으며, 신장기능의 척도인 creatinine 검사에서도 신장기능 보호 효과를 나타내었다. 그리고 신장의 조직소견에서 융모세포의 탈락을 억제하여 신장을 보호하는 효능을 입증하였다.
이번 연구의 결과 신피질 절편 실험에서 세포의 손상정도를 나타내는 지질과산화 생성은 t-BHP 단독 처리군에 비하여 산조인 추출액 0.5%를 동시 처리했을 때 63.56%의 세포손상억제 효과를 나타내었으며, 세포사멸의 정도를 나타내는 LDH 유출은 t-BHP 단독처리군 17.42%에 비하여 산조인 추출액 0.5% 동시 처리했을 때 3.24%로 81.4%의 감소를 나타내어 대조군과 유사한 결과를 보였다. 이는 산조인이 ROS를 제거하는 항산화 효과로 산화적 스트레스를 감소시킨다는 사실을 나타낸 것이다.
이상의 결과로 산조인 추출액은 t-BHP와 cisplatin의 ROS에 의한 독성작용에 의해 유도된 급성 신부전 시 항산화 작용 및 세포보호 작용을 가지는 효과가 있음을 확인하였으며, cisplatin에 의한 급성 신부전 시 신장의 세포조직을 탈락시키는 손상 유발 시에도 세포를 보호하여 탈락을 억제하는 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 산조인의 효과를 입증할 수 있는 더 많은 연구가 이루어져 산조인이 인체의 신장질환 치료에 유용한 대체요법으로 활용될 수 있기를 기대한다.
후속연구
그리고 신장의 조직소견에서 융모세포의 탈락을 억제하여 신장을 보호하는 효능을 입증하였다. 이러한 결과로 볼 때 산조인은 신장의 질환에 대하여 치료의 효능을 가질 수 있는 대체의약품으로 사용 가능할 것으로 생각된다.
이상의 결과로 산조인 추출액은 t-BHP와 cisplatin의 ROS에 의한 독성작용에 의해 유도된 급성 신부전 시 항산화 작용 및 세포보호 작용을 가지는 효과가 있음을 확인하였으며, cisplatin에 의한 급성 신부전 시 신장의 세포조직을 탈락시키는 손상 유발 시에도 세포를 보호하여 탈락을 억제하는 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 산조인의 효과를 입증할 수 있는 더 많은 연구가 이루어져 산조인이 인체의 신장질환 치료에 유용한 대체요법으로 활용될 수 있기를 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
산조인은 무엇인가?
식물성 플라보노이드의 성분으로 한약제로 널리 사용되고 있는 산조인(Semen Zizyphi Spinosae)은 낙엽관목인 묏대추나무(Zizyphi Spinosa HU.)의 종으로 대한약전에 규정되어 있으며 양간, 영심, 안심, 수렴의 효과가 있으며 불면증, 진정, 심장질환, 신경강장, 최면약으로 사용되고 있는 주요 생약 중의 하나로 사용되고 있다[18]. 또한 산조인은 체중의 증가, 근육강화 및 지구력의 향상 그리고 면역체계 강화에 효과가 있는 것으로 알려져 있다[11].
ROS가 문제되는 이유는?
세포는 대사과정에서 활성산소종(reactive oxygen species; ROS)을 생성한다. ROS는 세포의 주요 구성물질인 단백질, 지질 및 DNA 등에 산화적 손상을 초래하여 세포의 손상, 자살 또는 괴사를 유발한다[19]. 일상적인 상태에서의 정상세포는 ROS의 제거기전으로 glutathione peroxidase, superoxide dismutase, catalase 및 NADPH 등이 세포 내에 작용하여 산화와 항산화의 균형을 유지하는데 관여 한다[6].
ROS의 부작용인 신장독성을 치유하기 위한 약제로 사용되는 것은?
이러한 과정 중에 생성된 ROS는 신장독성을 일으키는 심각한 부작용을 초래하여 사용이 제한되고 있다. 이를 이용하여 cisplatin은 손상된 신장의 모델을 제시하기 위한 약제로 사용되고 있다[21]. 따라서 이번 연구에서는 cisplatin가 생성시키는 ROS에 의하여 유발된 급성신부전 시 산조인의 항산화 작용에 의한 치료 효과를 조사 하였다.
참고문헌 (28)
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