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논문 상세정보

망막색소상피세포에서 감초 추출물의 산화적 스트레스에 의한 DNA 손상 및 apoptosis 유발의 차단 효과

Ethanol Extract of Glycyrrhiza uralensis Protects Against Oxidative Stress-induced DNA Damage and Apoptosis in Retinal Pigment Epithelial Cells

초록

고령층 인구에서 노인성 황반변성(AMD)은 실명의 주요 원인 중 하나이며, 망막 항상성을 유지하는 망막색소상피(RPE) 세포의 산화적 스트레스에 의한 손상은 AMD의 발달에 기여한다. 감초는 한국을 포함한 아시아 국가의 다양한 질병 치료에 가장 널리 사용되는 약초 중 하나이다. 비록 감초는 다양한 실험 모델에서 항산화 효능이 있는 것으로 알려져 있지만, 망막색소상피세포의 손상에 대한 보호 기전은 알려진 바 없다. 본 연구에서는 ARPE-19 인간 망막색소상피에서 과산화수소($H_2O_2$)에 의해 유도된 산화적 손상에 대한 감초 에탄올 추출물의 효능을 평가하였다. 본 결과에 의하면 감초 추출물은 Nrf2 및 HO-1의 발현을 유도하면서 $H_2O_2$에 의한 ROS의 생성을 유의적으로 차단하였다. 또한 감초 추출물은 $H_2O_2$에 의해 유도된 DNA 손상을 억제하였으며, 미토콘드리아막 전위의 소실을 약화시켰다. 그리고 감초 추출물 $H_2O_2$에 의한 caspase-3의 활성을 억제하면서 apoptosis 유도를 차단하였다. 이러한 결과는 감초 추출물이 DNA 손상을 억제하고 apoptosis를 감소시킴으로써 산화적 손상으로부터 망막색소상피세포를 보호할 수 있음을 의미한다. 비록 감초 추출물에 함유된 생리활성 성분들의 분석과 Nrf2-매개 HO-1 발현의 조절에 대한 추가 연구가 수행되어야 하지만, 감초 추출물은 AMD의 위험을 감소시킬 잠재력을 지니고 있음을 시사한다.

Abstract

Age-related macular degeneration (AMD) is one of the leading causes of blindness in the elderly population, and damage to retinal pigment epithelial (RPE) cells due to oxidative stress contributes to the development of AMD. Glycyrrhiza uralensis Fischer is one of the most widely used herbal medicines for the treatment of various diseases in Asian countries. Although recent studies indicated that treatment with G. uralensis can protect cells from oxidative stress, its mechanisms in RPE cells remain unknown. We evaluated the effect of a G. uralensis ethanol extract (GU) on $H_2O_2$-induced oxidative injury in ARPE-19 RPE cells. The GU pretreatment attenuated reactive oxygen species (ROS) generation induced by $H_2O_2$, which was associated with induced expression of nuclear factor erythroid-derived-2-like 2 (Nrf2) and heme oxygenase-1 (HO-1). GU also suppressed $H_2O_2$-induced DNA damage and mitochondrial dysfunction. The inhibitory effect of GU on $H_2O_2$-induced apoptosis was associated with the protection of caspase-3 activation. Overall, GU appeared to protect RPE cells from oxidative injury by inhibiting DNA damage and reducing apoptosis. Further studies are needed to determine the regulation of Nrf2-mediated HO-1 expression, but our results suggest the possibility of using GU to reduce the risk of AMD.

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