SW1353 인간 연골세포에서 산화적 스트레스에 대한 schisandrin A의 세포 보호 효과 Cytoprotective Effects of Schisandrin A against Hydrogen Peroxide-induced Oxidative Stress in SW1353 Human Chondrocytes원문보기
활성산소종으로 유도되는 연골 세포의 apoptosis는 퇴행성 관절염의 발병 기전에 중요한 역할을 한다. Schisandrin 속의 과일에서 발견되는 생체 활성 화합물인 schisandrin A는 여러 가지 약리학적 작용을 하는 것으로 보고되고 있다. 현재까지 schisandrin A의 유도체들의 항산화 효과에 대해서는 여러 연구가 보고되었지만, schisandrin A의 항산화 효능의 분자 기전은 아직 미해결 상태로 남아 있다. 본 연구는 SW1353 인간 연골세포에서 산화적 스트레스($H_2O_2$)에 대한 schisandrin A의 세포 보호 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 schisandrin A는 PARP 단백질의 분해와 caspase-3의 활성 차단을 통해 $H_2O_2$에 의해 유도된 성장 억제와 apoptosis를 유의적으로 억제하였다. 이러한 schisandrin A의 anti-apoptotic 효과는 미토콘드리아 기능 손상의 억제와 pro-apoptotic Bax의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소의 차단과도 관련이 있었다. 또한, schisandrin A는 ROS의 생성과 DNA 손상 마커인 H2AX의 인산화도 효과적으로 저해하였다. 따라서 SW1353 연골세포에서 schisandrin A는 산화적 스트레스에 의한 ROS 생성의 억제를 통하여 apoptosis와 DNA 손상을 보호하였음을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구의 결과는 schisandrin A가 ROS의 과잉 생산으로 인한 산화적 장애에 치료적 잠재력이 있음을 보여준다.
활성산소종으로 유도되는 연골 세포의 apoptosis는 퇴행성 관절염의 발병 기전에 중요한 역할을 한다. Schisandrin 속의 과일에서 발견되는 생체 활성 화합물인 schisandrin A는 여러 가지 약리학적 작용을 하는 것으로 보고되고 있다. 현재까지 schisandrin A의 유도체들의 항산화 효과에 대해서는 여러 연구가 보고되었지만, schisandrin A의 항산화 효능의 분자 기전은 아직 미해결 상태로 남아 있다. 본 연구는 SW1353 인간 연골세포에서 산화적 스트레스($H_2O_2$)에 대한 schisandrin A의 세포 보호 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 schisandrin A는 PARP 단백질의 분해와 caspase-3의 활성 차단을 통해 $H_2O_2$에 의해 유도된 성장 억제와 apoptosis를 유의적으로 억제하였다. 이러한 schisandrin A의 anti-apoptotic 효과는 미토콘드리아 기능 손상의 억제와 pro-apoptotic Bax의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소의 차단과도 관련이 있었다. 또한, schisandrin A는 ROS의 생성과 DNA 손상 마커인 H2AX의 인산화도 효과적으로 저해하였다. 따라서 SW1353 연골세포에서 schisandrin A는 산화적 스트레스에 의한 ROS 생성의 억제를 통하여 apoptosis와 DNA 손상을 보호하였음을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구의 결과는 schisandrin A가 ROS의 과잉 생산으로 인한 산화적 장애에 치료적 잠재력이 있음을 보여준다.
Chondrocyte apoptosis induced by reactive oxygen species (ROS) plays an important role in the pathogenesis of osteoarthritis. Schisandrin A, a bioactive compound found in fruits of the Schisandra genus, has been reported to possess multiple pharmacological and therapeutic properties. Although severa...
Chondrocyte apoptosis induced by reactive oxygen species (ROS) plays an important role in the pathogenesis of osteoarthritis. Schisandrin A, a bioactive compound found in fruits of the Schisandra genus, has been reported to possess multiple pharmacological and therapeutic properties. Although several studies have described the antioxidant effects of analogues of schisandrin A, the underlying molecular mechanisms of this bioactive compound remain largely unresolved. The present study investigated the cytoprotective effect of schisandrin A against oxidative stress (hydrogen peroxide [$H_2O_2$]) in SW1353 human chondrocyte cells. The results showed that schisandrin A preconditioning significantly inhibited $H_2O_2-induced$ growth inhibition and apoptotic cell death by blocking the degradation of poly (ADP-ribose) polymerase proteins and down-regulating pro-caspase-3. These antiapoptotic effects of schisandrin A were associated with attenuation of mitochondrial dysfunction and normalization of expression changes of proapoptotic Bax and antiapoptotic Bcl-2 in $H_2O_2-stimulated$ SW1353 chondrocytes. Furthermore, schisandrin A effectively abrogated $H_2O_2-induced$ intracellular ROS accumulation and phosphorylation of histone H2AX at serine 139, a widely used marker of DNA damage. Thus, the present study demonstrates that schisandrin A provides protection against $H_2O_2-induced$ apoptosis and DNA damage in SW1353 chondrocytes, possibly by prevention of ROS generation. Collectively, our data indicate that schisandrin A has therapeutic potential in the treatment of oxidative disorders caused by overproduction of ROS.
Chondrocyte apoptosis induced by reactive oxygen species (ROS) plays an important role in the pathogenesis of osteoarthritis. Schisandrin A, a bioactive compound found in fruits of the Schisandra genus, has been reported to possess multiple pharmacological and therapeutic properties. Although several studies have described the antioxidant effects of analogues of schisandrin A, the underlying molecular mechanisms of this bioactive compound remain largely unresolved. The present study investigated the cytoprotective effect of schisandrin A against oxidative stress (hydrogen peroxide [$H_2O_2$]) in SW1353 human chondrocyte cells. The results showed that schisandrin A preconditioning significantly inhibited $H_2O_2-induced$ growth inhibition and apoptotic cell death by blocking the degradation of poly (ADP-ribose) polymerase proteins and down-regulating pro-caspase-3. These antiapoptotic effects of schisandrin A were associated with attenuation of mitochondrial dysfunction and normalization of expression changes of proapoptotic Bax and antiapoptotic Bcl-2 in $H_2O_2-stimulated$ SW1353 chondrocytes. Furthermore, schisandrin A effectively abrogated $H_2O_2-induced$ intracellular ROS accumulation and phosphorylation of histone H2AX at serine 139, a widely used marker of DNA damage. Thus, the present study demonstrates that schisandrin A provides protection against $H_2O_2-induced$ apoptosis and DNA damage in SW1353 chondrocytes, possibly by prevention of ROS generation. Collectively, our data indicate that schisandrin A has therapeutic potential in the treatment of oxidative disorders caused by overproduction of ROS.
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문제 정의
다음은 이상에서 관찰된 schisandrin A의 산화적 스트레스 방어 효과가 ROS의 생성 및 DNA 손상 억제와 직접적인 연관성이 있는지의 여부를 조사하였다. 이는 세포 내에서 생산되는 ROS의 대부분은 미토콘드리아 기능 손상과 연관되며, 이로 인한 apoptosis 유발은 또한 DNA 손상과 연계되기 때문이다[6, 8].
따라서 schisandrin A의 항산화 효능이 산화적 스트레스에 의한 DNA 손상 차단과의 연관성이 있는지를 확인하기 위하여 DNA 이중 나선 손상 지표인 γH2AX 단백질의 인산화(serine 139) [21]에 미치는 schisandrin A의 영향을 조사하였다.
현재 가장 대표적인 미토콘드리아의 기능 측정 방법은 MMP 값의 변화 여부를 조사하는 것이며, MMP 값의 저하는 미토콘드리아의 기능이 손상되었음을 나타내는 지표이다[16]. 따라서 산화적 스트레스에 의한 SW1353 연골세포의 apoptosis 유도에 미토콘드리아 기능 손상이 연계되어 있는지, 그리고 schisandrin A가 이를 차단할 수 있는지의 여부를 조사하였다. Fig.
따라서 산화적 스트레스에 대한 연골세포의 보호 작용을 가지는 물질들은 퇴행성 관절염의 예방 및 치료에 유효한 효과를 줄 것으로 예측할 수 있다. 본 연구에서는 퇴행성 관절염 제어에 효과적인 약물의 발굴을 위한 연구의 일환으로 산화적 스트레스(hydrogen peroxide, H2O2)에 노출된 연골세포(SW1353 human chondrocytes)에서 schisandrin A의 보호 효과와 항산화 효능을 평가하였다.
본 연구에서는 퇴행성 관절염의 예방과 치료에 효과적인 약물의 발굴을 위하여 SW1353 연골세포 모델을 대상으로 오미자에서 유래된 lignan 계열 물질인 schisandrin A의 산화적 손상 방어 효능을 검증하였다. Schisandrin A는 H2O2에 의한 SW1353 세포의 생존율 저하를 유의적으로 차단하였으며, 이는 apoptosis 유도 억제에 의한 것임을 알 수 있었다.
이상에서 관찰된 schisandrin A의 산화적 스트레스에 대한 SW1353 연골세포의 보호 효과가 apoptosis 유도 억제와 연관성이 있는지의 여부를 조사하였다. 이를 위하여 apoptosis가 일어난 세포의 핵에서 특이적으로 관찰되는 염색질의 응축 (chromatin condensation)에 따른 apoptotic body의 형성에 미치는 영향을 조사하였다.
제안 방법
Apoptosis가 유발된 세포에서 특이적으로 나타나는 핵의 형태적 변화를 관찰하기 위하여 다양한 조건에서 배양된 세포를 phosphate-buffered saline (PBS)로 2회 수세 후 0.1 M phosphate buffer (pH 7.2)에 희석된 3.7% paraformaldehyde 고정액(Sigma-Aldrich Chemical Co.)을 1시간 처리하였다. 고정된 세포를 수회 수세한 후 0.
Apoptosis가 유발된 세포의 정량적 분석을 위해 준비된 세포를 고정하고 염색하기 위하여 Cycle TEST PLUS DNA REAGENT Kit (Becton Dickinson, San Jose, CA, USA)를 이용하였다. 이들 세포를 고정 후 4oC, 암실에서 30분 동안 propidium iodide (PI) 용액에 반응을 시킨 후, 실험군당 최소 10,000개 이상의 세포를 flow cytometry (Becton Dickinson)에 적용시켜 세포 내 DNA 함량에 따른 histogram을 대상으로 sub-G1기에 속하는 세포를 apoptosis가 유발된 세포로 산출하였다.
상층액에 있는 단백질을 분리한 후 동량의 단백질을 sdium dodecyl sulfate (SDS)-polyacrylamide gel을 이용하여 전기영동을 실시하였다. Gel에 함유된 단백질을 polyvinylidene difluoride membrane (Schleicher and Schuell, Keene, NH, USA)으로 전이시키고 membrane을 5% skim milk 용액에 1시간 처리하여 비특이적인 단백질들에 대한 blocking을 실시하였다. 그리고 Santa Cruz Biotechnology, Inc.
SW1353 연골세포 모델에서 산화적 스트레스에 미치는 schisandrin A의 영향을 조사하기 위한 실험 조건의 설정을 위하여 H2O2 및 schisandrin A가 SW1353 연골세포의 생존에 미치는 영향을 먼저 조사하였다. 이를 위하여 다양한 농도의 H2O2 (10~500 μM) 및 schisandrin A (50~500 μM)가 처리된 조건에서 24시간 배양 후 MTT assay를 실시한 결과, Fig.
Gel에 함유된 단백질을 polyvinylidene difluoride membrane (Schleicher and Schuell, Keene, NH, USA)으로 전이시키고 membrane을 5% skim milk 용액에 1시간 처리하여 비특이적인 단백질들에 대한 blocking을 실시하였다. 그리고 Santa Cruz Biotechnology, Inc. (Dallas, TX, USA) 및 Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, USA)에서 구입한 적정 1차 항체를 처리하여 상온에서 2시간 이상 반응시킨 후, PBS-T 용액(PBS with Tween 20)으로 세척하고 2차 항체를 상온에서 1시간 정도 반응시켰다. 반응이 끝난 후 암실에서 enhanced chemiluminesence (ECL) solution (Santa Cruz Biotechnology Inc.
따라서 500 μM의 H2O2를 산화적 스트레스 조건으로 설정하였 으며, 이에 따른 schisandrin A의 세포독성 보호 효과를 조사하였다.
) 용액을 처리하여 암하, 상온에서 20분 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 후 상층액을 제거하고 PBS를 첨가하여 세포를 부유시킨 다음 flow cytometer에 적용시켜 MMP의 변화를 측정하였다.
(Danvers, MA, USA)에서 구입한 적정 1차 항체를 처리하여 상온에서 2시간 이상 반응시킨 후, PBS-T 용액(PBS with Tween 20)으로 세척하고 2차 항체를 상온에서 1시간 정도 반응시켰다. 반응이 끝난 후 암실에서 enhanced chemiluminesence (ECL) solution (Santa Cruz Biotechnology Inc.)을 적용 시킨 다음 X-ray film에 감광시켜 특정 단백질의 발현 변화를 분석하였다.
산화적 스트레스에 의한 세포독성에 미치는 schisandrin A의 영향을 조사하기 위하여 SW1353 세포에 적정 농도의 H2O2 (Sigma-Aldrich Chemical Co.)를 24시간 처리하거나, schisandrin A를 1시간 전처리 후 H2O2를 24시간 처리하였다. 준비된 세포에 3시간 동안 0.
5), 250 mM NaCl, 5 mM ethylenediaminetetraacetic acid, 1% Nonidet-P40, 1 mM phenymethylsulfonyl fluoride, 5 mM dithiothreitol]를 첨가하여 4℃에서 1시간 이상 반응시켰다. 상층액에 있는 단백질을 분리한 후 동량의 단백질을 sdium dodecyl sulfate (SDS)-polyacrylamide gel을 이용하여 전기영동을 실시하였다. Gel에 함유된 단백질을 polyvinylidene difluoride membrane (Schleicher and Schuell, Keene, NH, USA)으로 전이시키고 membrane을 5% skim milk 용액에 1시간 처리하여 비특이적인 단백질들에 대한 blocking을 실시하였다.
세포 내 ROS의 생성 변화 정도를 확인하기 위하여 준비된 세포들을 fluorescent probe 인 10 μM의 2‘,7’-di-chlorodihydrofluorescein diacetate (DCF-DA, Molecular Probes, Leiden, Netherlands)로 20분간 염색 후 flow cytometer를 사용하여 분석을 하였다.
세포 내 미토콘드리아 기능 손상의 여부를 확인하기 위하여 MMP 값 변화 정도를 측정하였다. 이를 위하여 다양한 조건에서 배양된 세포들에 10 μM의 5,5‘,6,6’-tetrachloro-1,1‘,3,3’-tetraethyl-imidacarbocyanine iodide (JC-1, Sigma-Aldrich Chemical Co.
Apoptosis가 유발된 세포의 정량적 분석을 위해 준비된 세포를 고정하고 염색하기 위하여 Cycle TEST PLUS DNA REAGENT Kit (Becton Dickinson, San Jose, CA, USA)를 이용하였다. 이들 세포를 고정 후 4oC, 암실에서 30분 동안 propidium iodide (PI) 용액에 반응을 시킨 후, 실험군당 최소 10,000개 이상의 세포를 flow cytometry (Becton Dickinson)에 적용시켜 세포 내 DNA 함량에 따른 histogram을 대상으로 sub-G1기에 속하는 세포를 apoptosis가 유발된 세포로 산출하였다.
) 용액으로 상온 암하에서 20분 염색하였다. 이를 다시 PBS로 수회 수세하여 건조시킨 후 형광현미경(fluorescene microscope, Carl Zeiss)하에서 핵의 형태를 비교하였다.
이상에서 관찰된 schisandrin A의 산화적 스트레스에 대한 SW1353 연골세포의 보호 효과가 apoptosis 유도 억제와 연관성이 있는지의 여부를 조사하였다. 이를 위하여 apoptosis가 일어난 세포의 핵에서 특이적으로 관찰되는 염색질의 응축 (chromatin condensation)에 따른 apoptotic body의 형성에 미치는 영향을 조사하였다. Fig.
이를 위하여 다양한 조건에서 배양된 세포들에 10 μM의 5,5‘,6,6’-tetrachloro-1,1‘,3,3’-tetraethyl-imidacarbocyanine iodide (JC-1, Sigma-Aldrich Chemical Co.) 용액을 처리하여 암하, 상온에서 20분 동안 반응시켰다.
준비된 세포에 3시간 동안 0.5 mg/ml의 3-(4,5-dimethylthiazol-2- yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT, Sigma-Aldrich Chemical Co.)를 처리하여, 형성된 formazan을 DMSO에 용해시킨 후, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) reader (Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 540 nm에서 흡광도 변화를 측정하여 대조군에 대한 세포 생존율을 백분율로 표시하였다.
대상 데이터
의 조건에서 배양하였다. Schisandrin A는 Sigma-Aldrich Chemical Co. (St. Louis, MO, USA)에서 구입 하였으며, dimethyl sulfoxide (DMSO, Sigma-Aldrich Chemical Co.)에 100 mM로 stock solution을 만든 후 DMEM에 적정 농도로 희석하여 처리하였다.
따라서 모든 후속 실험은 200 μM의 schisandrin A로 1시간 전처리 한 후 500 μM의 H2O2에 24시간 노출시킨 세포를 대상으로 수행했다.
본 연구에서 사용된 SW1353 연골세포는 American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA)에서 구입하였으며, 10% fetal bovine serum (FBS), 100 U/ml의 penicillin 및 100 mg/ml의 streptomycin이 함유된 Dulbecco-modified Eagle medium (DMEM, Gibco-BRL, Grand Island, NY, USA)에서 37℃ 및 5% CO2의 조건에서 배양하였다. Schisandrin A는 Sigma-Aldrich Chemical Co.
데이터처리
실험 결과들의 유의성을 검정하기 위하여 분산분석(ANOVA)을 실시한 후 \(p\)<0.05 수준에서 Duncan's multiple range tests를 실시하였으며, 그 결과는 평균(mean) ± 표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였다.
성능/효과
Fig. 1C에 나타낸 바와 같이 H2O2를 처리하기 1시간 전에 schisandrin A를 노출시켰을 경우, H2O2 단독 처리군에 비하여 높은 세포 생존률(100 μM 및 200 μM의 schisandrin A 동시 처리군에서 약 76% 및 87%)을 보여 schisandrin A는 H2O2 처리에 의한 세포 생존율 저하를 향상시킬 수 있었음을 알 수 있었다.
Fig. 3A에 나타낸 바와 같이, 대조군과 schisandrin A 단독 처리군 에 비하여 H2O2가 함유된 배지에서 배양된 SW1353 연골세포 에서의 MMP 손상 정도는 48% 정도 나타나 대조군에 비하여 약 7배 증가되었지만, schisandrin A 전처리 조건군에서는 10%정도를 보였다.
본 연구에서는 퇴행성 관절염의 예방과 치료에 효과적인 약물의 발굴을 위하여 SW1353 연골세포 모델을 대상으로 오미자에서 유래된 lignan 계열 물질인 schisandrin A의 산화적 손상 방어 효능을 검증하였다. Schisandrin A는 H2O2에 의한 SW1353 세포의 생존율 저하를 유의적으로 차단하였으며, 이는 apoptosis 유도 억제에 의한 것임을 알 수 있었다. 이러한 결과는 오미자 추출물 또는 schisandrin A와 동일 lignan 계열 물질들이 다양한 실험모델에서 세포 보호 효과가 있어왔다는 결과들을 잘 뒷받침하여 주는 결과이다.
Schisandrin A의 24시간 처리 조건에서는 400 μM 이하의 농도에서 유의적인 변화를 보이지는 않았지만, 500 μM 처리군에서 약 76% 정도의 생존율을 나타내었다(Fig. 1B).
이를 위하여 H2O2가 처리된 SW1353 연골세포를 대상으로 DCF-DA 염색을 통하여 ROS의 생성 여부를 조사한 결과, H2O2 처리 30분 이내에 ROS의 생성이 증가하기 시작하여, 6시간 경과 후 최고치를 나타낸 후 다시 감소되었다(data not shown). 그러나 schisandrin A를 1시간 전처리 후 H2O2를 6시간 처리하였을 경우 대조군 수준까지는 아니지만 현저하게 감소되어 schisandrin A가 강력한 항산화 효능을 가지고 있음을 확인할 수 있었다(Fig. 4A). 따라서 schisandrin A의 항산화 효능이 산화적 스트레스에 의한 DNA 손상 차단과의 연관성이 있는지를 확인하기 위하여 DNA 이중 나선 손상 지표인 γH2AX 단백질의 인산화(serine 139) [21]에 미치는 schisandrin A의 영향을 조사하였다.
4B의 immunoblotting 결과에 의하면, H2O2에 노출된 SW1353 연골세포에서 γH2AX 단백질의 전체적인 발현에는 큰 변화 없이 인산화가 매우 증가되었으나, schisandrin A 전처리된 세포에서는 이러한 현상을 관찰할 수 없었다. 따라서 schisandrin A에 의한 DNA 손상의 방어 효과는 ROS 생성의 차단과 직접적인 연관성이 있음을 알 수 있었다.
따라서 schisandrin A의 산화적 스트레스 억제 효능이 apoptosis 유발의 억제에 의한 것인지를 확인하기 위하여 PARP의 발현 변화를 관찰한 결과, H2O2만이 단독 처리된 조건에서 배양된 SW1353 연골세포에서는 전형적인 PARP 단편화 현상이 관찰되었으며, 이러한 현상은 schisandrin A가 전처리된 조건에서는 대조군 수준으로 억제되었다(Fig. 2C).
그리고 이러한 전반적인 실험 과정에서 schisandrin A 단독 처리군에서는 대조군과 유사하게 유의적인 특별한 차이점들은 관찰할 수 없었다. 따라서 이상의 결과는 산화적 스트레스에 의하여 유도되는 SW1353 연 골세포의 생존율 저하는 apoptosis 유도에 의한 것이며, schisandrin A는 apoptosis 유도에 핵심이 되는 caspase 활성 경로를 차단함으로서 이를 효과적으로 억제하였음을 알 수 있었다.
다양한 인체 질환의 발병과 악화가 산화적 스트레스 및 염증성 반응을 동반한다는 측면에서 이러한 schisandrin A의 항산화 효능은 항염증 효능[17, 24]과 함께 인체 항상성 유지를 위한 기능성 소재로서의 가치가 매우 높을 수 있음을 의미한다. 비록 향후 다양한 모델에서 schisandrin A의 효능에 대한 추가적인 연구가 필요하지만, 본 연구의 결과는 schisandrin A의 연골세포의 보호 기능은 항산화 효능에 의한 것임을 알 수 있었다.
3A에 나타낸 바와 같이, 대조군과 schisandrin A 단독 처리군 에 비하여 H2O2가 함유된 배지에서 배양된 SW1353 연골세포 에서의 MMP 손상 정도는 48% 정도 나타나 대조군에 비하여 약 7배 증가되었지만, schisandrin A 전처리 조건군에서는 10%정도를 보였다. 아울러 H2O2의 처리에 의하여 증가되었던 미토콘드리아 기능 손상을 유발하는 pro-apoptotic Bax의 발현이 증가된 반면에, anti-apoptotic Bcl-2의 발현은 감소되었으나 schisandrin A의 전처리에 의해서는 두 Bcl-2 family 단백질들의 발현이 대조군 수준으로 유지되었다(Fig. 3B). 이러한 결과들은 schisandrin A가 H2O2에 의한 Bcl-2 family인자들의 발현 변화를 억제함으로서 미토콘드리아 기능 손상을 차단시켜 apoptosis 유도를 억제하였음을 보여 주는 것으로 생각된다.
2C). 아울러, PARP의 단편화와 연관된 대표적인 effector caspase인 caspase-3 [22]의 불활성형 발현도 H2O2 단독 처리군에서는 뚜렷한 감소 경향을 보였으나, schisandrin A의 전처리군에서는 대조군 수준으로 유지되었다(Fig. 2C). 이러한 schisandrin A의 산화적 스트레스에 의한 SW1353 연골세포의 apoptosis 유도 억제 여부를 정량적으로 분석하기 위하여 flow cytometry 분석을 수행한 결과, H2O2가 단독 처리된 세포에서는 apoptosis 유발군에 해당하는 sub-G1기에 속하는 세포의 빈도가 약 22.
2C). 이러한 schisandrin A의 산화적 스트레스에 의한 SW1353 연골세포의 apoptosis 유도 억제 여부를 정량적으로 분석하기 위하여 flow cytometry 분석을 수행한 결과, H2O2가 단독 처리된 세포에서는 apoptosis 유발군에 해당하는 sub-G1기에 속하는 세포의 빈도가 약 22.75% 정도임에 비하여 schisandrin A의 전처리군에서 는 약 8.47% 정도로 나타났다. 그리고 이러한 전반적인 실험 과정에서 schisandrin A 단독 처리군에서는 대조군과 유사하게 유의적인 특별한 차이점들은 관찰할 수 없었다.
3B). 이러한 결과들은 schisandrin A가 H2O2에 의한 Bcl-2 family인자들의 발현 변화를 억제함으로서 미토콘드리아 기능 손상을 차단시켜 apoptosis 유도를 억제하였음을 보여 주는 것으로 생각된다.
이는 세포 내에서 생산되는 ROS의 대부분은 미토콘드리아 기능 손상과 연관되며, 이로 인한 apoptosis 유발은 또한 DNA 손상과 연계되기 때문이다[6, 8]. 이를 위하여 H2O2가 처리된 SW1353 연골세포를 대상으로 DCF-DA 염색을 통하여 ROS의 생성 여부를 조사한 결과, H2O2 처리 30분 이내에 ROS의 생성이 증가하기 시작하여, 6시간 경과 후 최고치를 나타낸 후 다시 감소되었다(data not shown). 그러나 schisandrin A를 1시간 전처리 후 H2O2를 6시간 처리하였을 경우 대조군 수준까지는 아니지만 현저하게 감소되어 schisandrin A가 강력한 항산화 효능을 가지고 있음을 확인할 수 있었다(Fig.
이를 위하여 다양한 농도의 H2O2 (10~500 μM) 및 schisandrin A (50~500 μM)가 처리된 조건에서 24시간 배양 후 MTT assay를 실시한 결과, Fig. 1A 에 나타낸 바와 같이 H2O2 처리 농도의 증가에 따라 SW1353 연골세포의 생존율이 유의적으로 감소되어, 생존 세포의 백분율은 250 μM 및 500 μM 처리군에서 각각 70% 및 56% 정도를 보였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
schisandrin A은 무엇의 유도체 중 하나인가?
Schisandra 속 식물에 속하는 열매인 오미자는 오랫동안 우리나라를 포함한 아시아 지역에서 다양한 질병의 예방 및 치료 목적으로 널리 사용되어왔다. 오미자에 포함되어 있는 생리 활성물질로서 다양한 lignan 성분들이 보고되어 왔으며, schisandrin A는 dibenzocyclooctadiene 유도체 중의 하나이다[4, 27]. 최근 연구에 의하면 schisandrin A는 대표적인 염증 매개인자인 prostaglandin E2의 생성을 억제함이 보고되었는데, 이는 cyclooxygenase-2의 발현 차단과 연계성이 있었다[13].
schisandrin A의 prostaglandin E2의 억제는 무엇과 연계성이 있는가?
오미자에 포함되어 있는 생리 활성물질로서 다양한 lignan 성분들이 보고되어 왔으며, schisandrin A는 dibenzocyclooctadiene 유도체 중의 하나이다[4, 27]. 최근 연구에 의하면 schisandrin A는 대표적인 염증 매개인자인 prostaglandin E2의 생성을 억제함이 보고되었는데, 이는 cyclooxygenase-2의 발현 차단과 연계성이 있었다[13]. 또한 schisandrin A는 포도당 결핍 손상에 의한 중추 신경계 질환 발생과 L-glutamate 유도 신경 독성에 예방 효능이 있으며[15, 19], 산소-포도당 결핍 reoxygenation 모델에서 대뇌피질 보호 효과가 있음이 알려졌다[26].
osteoarthritis이란 어떠한 관절 질환인가?
한편 퇴행성 관절염(골관절염, osteoarthritis)은 세계에서 가장 흔한 합병증 중 하나이며, 고령 인구에서 삶의 질을 저하시키는 주요 원인이다[20]. 퇴행성 관절염은 연골세포(chondrocytes), aggrecan 및 II 형 collagen을 비롯한 관절 연골 성분의 파괴로 인한 관절 질환의 한 유형이다[11]. 특히 퇴행성 관절염은 연골세포의 손상에 따른 세포 외 기질의 anabolism과 catabolism 사이의 균형 파괴가 주요한 원인으로 인식되고 있다[11].
참고문헌 (28)
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