[논문]항산화제가 Bromopropane에 의해 손상된 돼지 과립막세포의 생존율, 원형질막 온전성 및 apoptosis에 미치는 영향

이승형; 박희우; 이상희; 정희태; 박춘근; 양부근

doi:10.12750/jet.2016.31.3.145

항산화제가 Bromopropane에 의해 손상된 돼지 과립막세포의 생존율, 원형질막 온전성 및 apoptosis에 미치는 영향
Effects of antioxidants on viability, plasma membrane integrity and apoptosis in porcine ovarian granulosa cells damaged by bromopropane 원문보기

Journal of embryo transfer = 한국수정란이식학회지, v.31 no.3, 2016년, pp.145 - 151

이승형 (강원대학교 동물생명과학대학) , 박희우 (강원대학교 동물생명과학대학) , 이상희 (강원대학교 동물생명과학대학) , 정희태 (강원대학교 수의과대학) , 박춘근 (강원대학교 동물생명과학대학) , 양부근 (강원대학교 동물생명과학대학)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to examine the effects of taurine and vitamin E on ovarian granulosa cells damaged by bromopropane (BP) in pigs. We evaluated cell viability, plasma membrane integrity (PMI) and apoptotic morphological change in porcine ovarian granulosa cells. The cells were treated with 1-BP (0, 5.0, 10, and $50{\mu}M$), 2-BP (0, 5.0, 10, and 50 mM), taurine (0, 5.0, 10, and 25 mM), and vitamin E (0, 100, 200, and $400{\mu}M$) for 24 h. $10{\mu}M$ 1-BP and $50{\mu}M$ 2-BP inhibited viability and PMI, and induced apoptosis in porcine ovarian granulosa cells (p < 0.05). Cell viability and PMI were increased by taurine (10 and 25 mM) and vitamin E (100 and $200{\mu}M$), and apoptosis decreased (p < 0.05). Finally, the porcine ovarian granulosa cells were co-treated with BPs ($10{\mu}M$), taurine (10 mM) and/or vitamin E ($200{\mu}M$). Cell viability and PMI in the co-treated cells were increased, and apoptosis was decreased. In conclusion, taurine and vitamin E can improve cell viability and inhibition of apoptosis in porcine ovarian granulosa cells damaged by bromopropane.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 포유동물에 bromopropane의 노출은 번식 시스템에 악영향을 미친다고 판단된다 . 본 연구에 서는 1-BP 및 2-BP와 같은 bromopropane 가 돼지 과립막세포에 미치는 영향에 대하여 연구를 실시하였다. 실제로 1-BP와 2-BP는 과립막세포의 생존율과 원형질막을 손상시켰을 뿐 아니라 apoptosis를 유도하는 것을 확인하였고 , 이러한 결과는 bromopropane은 암컷의 번식 시스템에 악영향을 미친다는 것을 간접적으로 확인하였다.

제안 방법

Taurine과 vitamin E는 항산화제로 알려진 대표적인 물질로써, taurine은 세포의 원형질막 안정성 및 심혈관 기능을 개선 (Higuchi 등, 2012)하며, vitamin E는 체내에서 지용성으로 흡수되고 세포 원형질막의 활성산소를 생산을 억제할 수 있는 물질로 알려져 있다(Herrera 등, 2001). 따라서 본 연구에서는 과립막세포에 1-BP, 2-BP, taurine 및 vitamin E를 처리하여 세포의 생존능력을 평가한 후 , 1-BP 및 2-BP에 의해 손상된 과립막세포에 항산화제인 taurine 및 vitamin E를 첨가하여 세포의 생존율, 원형질막 손상 정도 및 apoptosis의 진행 여부를 평가하였다.

대상 데이터

돼지 난소는 6개월령의 도축된 돼지에서 채취하여37℃의 생리식염수 용액에 넣어 2시간 이내에 실험실로 운반 한 후 실험에 이용하였다. 실험실로 운반 된 난소는 37℃로 예열 시킨 PBS용액 및 70% ethanol로 2회 세척한 후 직경이 5 mm 이상인 난포에서 26-gauge 주사바늘을 이용하여 난포액을 흡입한 후 PBS-PVA(polyvinyl alcohol) 용액과 혼합한 후 420×g 에서 5분간 원심 분리하여 과립막세포를 분리하였다.

데이터처리

본 실험의 결과는 SAS 9.4를 이용하여 General liner mode(GLM)을 적용하여 Duncan 다중검정에 의하여 유의차를 검정하였다.

이론/모형

Trypan bule exclusion test를 이용하여 과립막세포의 생존 율을 측정하였다 . 과립막 세포는 trypsin- EDTA를 처리하여 단일 세포로 분리시킨 후 PBS로 1회 세척 후 실험에 이용하였다.
과립막세포의 apoptosis의 진행 여부를 측정하기 위하여 Acridine orange(AO)와 ethidium bromide(EB) 용액을 이용한 분석방법을 실시하였다 . 100 μg/mL AO와 EB가 동량의 비율로 섞인 염색액 10 μL을 250 μL의 세포 부유액에 최종농도가 2x10⁶ 세포/mL가 되도록 혼합시킨 후 37℃에서 10분간 염색을 실시하였다.
과립막세포의 원형질막 온전성 검사는 Hoechst 33342(HO) 와 propidium iodide(PI)을 이용한 이중 형광염색법을 실시하여 측정하였다. 단일 세포로 분리된 과립막세포는 0.

성능/효과

또한 활성산소의 억제는 세포의 성장과 항상성을 유지하기 위한 필수적인 요소라고 보고하였다(Lonergan 등, 1999). 본 연구에서 역시 항산화제인 taurine과 vitamin E를 이용하여 실험을 실시하였으며, 그 결과 과립막세포의 배양기간 동안의 항산화제의 첨가는 세포의 생존율 및 원형질막 온전성을 증가시켰으며, apoptosis 를 감소시켰다. 실제로 taurine과 vitamin E는 동결 과정에 의해 손상된 세포의 생존율과 원형질막 온전성을 향상(Liu 등, 2015)시켰으며, taurine은 세포의 항산화 효소 중 하나인 superoxide dismutase를 조절하여 원시생식세포를 보호한다고 보고되었다(Higuchi 등, 2012).
본 연구에 서는 1-BP 및 2-BP와 같은 bromopropane 가 돼지 과립막세포에 미치는 영향에 대하여 연구를 실시하였다. 실제로 1-BP와 2-BP는 과립막세포의 생존율과 원형질막을 손상시켰을 뿐 아니라 apoptosis를 유도하는 것을 확인하였고 , 이러한 결과는 bromopropane은 암컷의 번식 시스템에 악영향을 미친다는 것을 간접적으로 확인하였다. 하지만 과립막세포에서의 bromopaopane에 대한 정확한 메커니즘은 아직까지 보고되지 않았다.

후속연구

결론적으로 항산화제인 taurine 및 vitamin E은 bromopropane 에 의해 증가된 활성산소를 억제하여 과립막세포의 생존능력을 향상시켰다고 판단되며, 이러한 결과는 bromopropane에 의해 손상을 입은 암컷의 번식 시스템을 항산화제인 taurine과 vitamin E에 의해 개선할 수 있다고 판단된다 .

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Bromopropane은 어떤 특징을 가진 물질인가?	Bromopropane(BP)는 두개의 이성체인 1-bromopropane (n-propyl bromide, 1-BP) 및 2-bromopropane(isopropyl bromide, 2-BP)이 존재하며, 높은 휘발성과 낮은 가연성의 특징을 가진 물질이다(Ichihara, 2005). BP는 포유동물의 면역, 번식 및 신경계의 장애를 일으키며, 최근에는 1-BP와 2-BP가 인간과 rat 의 신경계에 독성을 미친다고 보고 (Ichihara 등, 2002; Honma 등, 2003; Raymond 등, 2007; Mohideen 등, 2011)하였으며, 세포의 체외배양시 활성산소를 증가시킨다고 보고되었다 (Wu 등, 2002; Subramanian 등, 2012).
	활성산소는 세포의 apoptosis의 pathway를 조절하여 세포 사멸을 촉진하는 물질로 알려져 있는데, 이 물질의 농도에 따라 난포에는 어떤 영향이 있는 것으로 알려져 있는가?	과립막세포는 난포 내 존재하며 , 뇌하수체에서 분비하는 FSH 의 자극에 의해 estrogen을 분비하며 난포의 성장 , 난자의 성숙 및 배란에 영향을 미친다 (Zhu 등, 2012). 적절한 수준의 활성산소는 과립막세포의 기능을 조절하여 난포의 성장과 난자의 성숙에 도움을 주지만 , 과도할 경우 과립막세포의 생존율을 감소시키거나 apoptosis를 유발한다고 보고되어있다(Zhu 등, 2012). 따라서 세포의 체외 배양 시 발생한 활성산소의 유해한 영향을 제거 또는 경감시키는 항산화제를 이용 하여 과립막세포의 생존 기전 및 apoptosis를 억제하는 결과가 보고되었다(Tilly 등, 1995).
	1-BP 는 세포와 동물에 어떤 영향을 미친다는 결과가 보고되었는가?	BP는 포유동물의 면역, 번식 및 신경계의 장애를 일으키며, 최근에는 1-BP와 2-BP가 인간과 rat 의 신경계에 독성을 미친다고 보고 (Ichihara 등, 2002; Honma 등, 2003; Raymond 등, 2007; Mohideen 등, 2011)하였으며, 세포의 체외배양시 활성산소를 증가시킨다고 보고되었다 (Wu 등, 2002; Subramanian 등, 2012). 이 중 1-BP은 대식세포 활성과 관련된 신호전달 체계를 조절하며 , 쥐의 난소 장애를 일으킨다고 보고되었다(Yamada 등, 2003; Han 등, 2008). 또한 2-BP는 설치류의 발육을 감소시키며 , 난소의 기능 장애를 일으켜 번식 효율을 감소 (Kamijima 등, 1997; Nakajima 등, 1997)시키고, 정원세포와 원시난포 및 미성숙 난자에도 유해한 악영향을 미친다고 보고되었다(Omura 등, 1999; Yu 등, 1999).

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