초록 ▼

국내의 음주인구의 연소화와, 여성 음주자의증가 그리고 독주의 소비량 증가추세에 따라 알콜성 간질환 특히 알콜성 간염 및 간경화 발병 위험도가 증가하고 있다. 특히 국내의 높은 간염바이러스 감염율에 의해 이런 알콜성 간질환의위험도는 훨씬 높아지고 있는 추세이나 뚜렷한 치료방법은 아직 개발되어 있지 않다. 이 반면 국내에서는 알콜성 간질환의 예방과 치료를 위한 구체적인 연구가 비교적 미약한 실정이며 단지 기초 임상적 병리조사 수준에서 대부분 연구가 되어져 왔다. 이러한 관점에서 본 연구과제에서는 알콜성 간질환의 예방과 효과적인 치료를

국내의 음주인구의 연소화와, 여성 음주자의증가 그리고 독주의 소비량 증가추세에 따라 알콜성 간질환 특히 알콜성 간염 및 간경화 발병 위험도가 증가하고 있다. 특히 국내의 높은 간염바이러스 감염율에 의해 이런 알콜성 간질환의위험도는 훨씬 높아지고 있는 추세이나 뚜렷한 치료방법은 아직 개발되어 있지 않다. 이 반면 국내에서는 알콜성 간질환의 예방과 치료를 위한 구체적인 연구가 비교적 미약한 실정이며 단지 기초 임상적 병리조사 수준에서 대부분 연구가 되어져 왔다. 이러한 관점에서 본 연구과제에서는 알콜성 간질환의 예방과 효과적인 치료를 위한 기반연구에 목적을 두고 있다. 이를 위해 알콜에 의한 간 손상이 free radical을 비롯한 활성산소종에 의해 유발된다는 가설 하에 알콜이 유발시키는 free radical 생성기작의 억제와 동시에 항산화력 증진을 유도하여 알콜이 유발하는 간 독성을 감소시키거나, 혹은 이에 대한 보호 방법의 개발에 대한 연구를 수행하고져 하였다. 본 연구세어는 I) 간 세포에서 알콜에 의한 free radical 발생증가 및 이들이 미치는 세포독성을 조사하고, ii) free radical을 통한 알콜의 간세포손상 기작에 대한 저해 방법을 연구개발하며, iii) 동물세포 및 생쥐에 NADP-specific isocitrate dehydrogenase(ICDH) 유전자를 도입한 형질전환체들을 제조하여, free radical을 제거하는 항산화계에 필수적인 NADPH의 양이 세포 내에 증가된 동물모델의 확립을 시도하고져 하였다. 이런 결과들을 종합하여, 알콜에 의한 free radical의 발생 증가가 유발하는 간 독성을 항산화력 증진을 통해서 저해할 수 있는 이론적 근거를 확립하고자 하였다. 장기적인 카테터를 이용한 새로운 방법의 알콜 투여에 의해 백서에서 지방간 변화, 염증정도의 변화 등 병리조직학적 및 혈청학적 변화가 관찰되었고, 활성산소종에 의한 조직 손상의 척도인 지질과산화 및 단백질산화가 증가하였다. 한편 항산화제인 phenyl N-tert-butylinitrone(PBN)을 투여한 결과 알콜에 의한 간독성의 완화가 병리조직학적 측면에서 백서의 간으로부터 관찰되었다. 세포 내 항산화계에서 중요한 환원제가 NADPH인데 NADPH를 세포질과 미토콘드리아에서 생성하는 ICDH가 항산화효소로 작용하며 산화스트레스에 대한 세포의 손상을 억제하였다. 이 효소의 발현이 유전자의 sense 및 antisense 방향의 도입으로 조절된 NIH3T3 세포와 형질전환 쥐가 제조되어 이 모델에서 ICDH에 의한 NADPH 생성이 중요한 항산화기능을 수행한다는 사실은 증명하였다. 이러한 항산화계를 변환시킨모델들은 free radical에 의해 매개되는 알콜성 간 손상에 대한 연구에 활용 될 것이다. HepG2 세포도 free radical을 발생하는 oxidant들에 민감하게 반응하여 생존율의 감소와 지질과산화의 증가 및 세포 형태의 변화가 초래되었고, 알콜에 의해 생존율의 감소 및 산화적 세포손상의 증가가 확인되었다. Oxidant와 알콜에 의해 HepG2의 항산화효소들의 활성이 저해됨으로서 알콜에 의한 세포손상의 한 원인으로 항산화계의 와해를 추정하였다. 이러한 알콜에 의한 세포손상은 PBN에 의해 보호되었다. 본 기반연구에서 얻어진 결과들을 향후 형질전환 동물에서의 알콜 독성 방어연구, 새로운 알콜성 간 손상 억제 물질 개발 연구 및 임상에 직접 도입하여 항산화기작을 통한 알콜성 간질환의 예반과 치료를 겸한 질병방어기술의 개발을 시도하고자 한다.

Abstract ▼

A variety of mechanism have been suggested to play important roles in pathways of ethanol toxicity ot the liver. some of these include effects of ethanol on redox state changes as a consequence of ethanol oxidation and induction of CYP2E1. CYP2E1 is very reactive in production of reactive oxygen spe

A variety of mechanism have been suggested to play important roles in pathways of ethanol toxicity ot the liver. some of these include effects of ethanol on redox state changes as a consequence of ethanol oxidation and induction of CYP2E1. CYP2E1 is very reactive in production of reactive oxygen species. There is considerable interest in the role of oxidative stress and ethanol generation of reactive oxygen species in the mechanism by which ethanol is hepatotoxic. We proposed to study the alcohol-induced cell damage based on free radical mechanism and potential benefits of antioxidants against in vitro cultured animal model as well as in vivo animal model exposed to ethanol. Specific aims of our proposal were as follows: 1) We evaluated the oxidative damage of liver after chronic ethanol administration in rat. 2) Protective effects of a spin trapping agent, phenyl N-tert-butylnitrone (PBN), against ethanol-mediated damage to HepG2 cells and the liver damage caused by chronic administration of ethanol in rat was investigated. 3) The role of the cytosolic NADP-specific isocitrate dehydrogenase (ICDH) in cell protection against oxidative stress was ealuated. 4) We tried to establish a transgenic mouse model over-expressing ICDH to study the possible antioxicant role of ICDH through the generation of NADPH. We expected that this research provides knowledge ofn phathological mechanism of cell/tissue damage and protection by NADPH or free radical scavengers upon chronic ethanol feeding. After 1-12 weeks of ethanol feeding, pathological symptoms including inflammation, increase inlipid peroxidation and protein oxidation were detected in ethanol-feed rats. The oxidative damage in HepG2 cells after acute ethanol administration was also observed. The ethanol-induced liver damage in rats and cellular damage in HepG2 cells were alleviated by a spin trapping agent, PBN, We constructed the full length cDNA clone for cytosolic ICDH in both sense and antisense directions. NIH3T3 transfrctant harboring sense DNA exhibited a higher activity of ICDH and the protective effect on oxidative stress was pronounce, whereas antisense cells were significantly more sensitive to oxidative stress compared to control cells. Results indicate that cytosolic ICDH acts as an important antioxidant enzyme. The transgenic mouse over-expressing ICDH was also constructed and it will be employed as a useful model for the study of ethanol toxicity. The major themes of reactive oxygen species formation associated with hepatic damage induced by the chronic administration of ethanol and the suppression of these processes by antioxidants continue to yield promising leads for new therapies. Outcomes of experiments. with transgenic mouse model over-expressing ICDH and clinical trials on antioxidants will become less confusing as more knowledge is amassed on the basic processes involved.

목차 Contents

• 총괄연구개발과제 연구결과...6
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...6
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...10
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...15
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...17
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획...19
• 6. 첨부서류...19
• 제1세부연구개발과제 연구결과...24
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...25
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...26
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...30
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...37
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...40
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획...41
• 7. 참고문헌...42
• 제2세부연구개발과제 연구결과...43
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...44
• 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...46
• 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...50
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...59
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...60
• 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획...61
• 7. 참고문헌...61
• 제3세부연구개발과제 연구결과...63
• 1. 제3세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...64
• 2. 제3세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...66
• 3. 제3세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...69
• 4. 제3세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...74
• 5. 제3세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...75
• 6. 제3세부연구개발과제의 활용계획...76
• 7. 참고문헌...77