초록 ▼

파킨슨병 모델에서 활성산소종과 활성질소종 (reactive nitrogen species, RNS)에 의한 세포손상과 세포질과 미토콘드리아의 NADP+-dependent isocitrate dehydrogenases(ICDH) 등 새로운 항산화효소들에 의한 세포손상 및 세포사멸 방어 기전과 이에 수반된 신호전달계의 변화 추이를 규명하여 병의 원인과 방어기작을 정립
MPP+를 처리한 PC-12 세포 (파킨슨 모델)에서 세포질 ICDH (IDPc)와 미토콘드리아(IDPm)의 활성질소종에 의한 활성저해를 확인되었다. MPP+에 의한

파킨슨병 모델에서 활성산소종과 활성질소종 (reactive nitrogen species, RNS)에 의한 세포손상과 세포질과 미토콘드리아의 NADP+-dependent isocitrate dehydrogenases(ICDH) 등 새로운 항산화효소들에 의한 세포손상 및 세포사멸 방어 기전과 이에 수반된 신호전달계의 변화 추이를 규명하여 병의 원인과 방어기작을 정립
MPP+를 처리한 PC-12 세포 (파킨슨 모델)에서 세포질 ICDH (IDPc)와 미토콘드리아(IDPm)의 활성질소종에 의한 활성저해를 확인되었다. MPP+에 의한 PC-12 세포의 활성산소종 및 활성질소종 증가가 확인되었고 산화적 손상의 척도인 지질과산화, 단백질산화 및 DNA의 산화적손상도 확인되었다. 세포의 redox status 변화도 NADPH pool, GSH recycling, total GSH level의 변화로 확인되었다. 새로운 항산화
효소인 ICDH의 활성은 sulfhydryl group의 reversible glutathionylation에 의해 조절 되었고 파킨슨병 model 쥐의 brain에서 ICDH의 glutathionylation 증가가 확인되었다. IDPc와 IDPm 각각의 발현을 유전자 도입에 의해 변화시킨 PC-12 세포에서
IDPc와 IDPm의 발현 정도에 비례하여 MPP+에 의해 야기되는 생존율의 변화가 확인되었고 siRNA를 활용한 실험에서 IDPc siRNA에 의해 IDPc의 활성이 저해된 PC-12 세포가 MPP+의 처리에 의해 생존율이 감소하고 세포 내 ROS 및 RNS의 발생이 증가하며 redox status의 변화가 야기됨을 확인하였다. 또한 이러한 redox status의 변화가 MPP+의 농도에 따라 apoptosis 및 necrosis의 유발을 증가시켰다.MPP+ 처리에 의한 파킨슨병 model에서 항산화효소계의 변화가 확인되었는데 MPP+
에 의해 발생되는 것으로 추정되는 NO 및 ONOO- 등 활성질소종이 SOD, catalase,ICDH 등 항산화효소의 활성이 저하된 세포에서 세포손상을 크게 증진시킴을 확인하였다. 또한 파킨슨병 동물 model인 MPTP를 투여한 쥐의 brain에서 항산화효소들의 활성저해와 redox status의 변화가 확인되었고 이에 상응하여 apoptosis가 증가됨을 확인하였다. 이 결과로 미루어 파킨슨병 model에서 활성산조종 및 활성질소종의
발생으로 항산화효소계의 변화하고 항산화효소계의 활성 감소가 세포손상 및 생체내 redox status를 변화하는 것이 확인되었다.
활성산소종 및 활성질소종에 의한 파킨슨병의 원인을 항산화계와 연계된 세포의 손상과 신호전달 및 세포사멸의 조절 측면에서 규명함으로써 궁극적으로 항산화기작에 의한 예방과 치료방법의 개발의 기반연구로서 활용할 수 있다. 활성산소종 및 활성질소종에 의한 신경세포 손상을 대항하는 세포 내 항산화효소계의 유기적인 상관성을 추적함으로서 궁극적으로 복합적인 생명현상인 퇴행성질병, 노화, 암 등의 원인규명에 진일보가 있으리라 기대된다. 본 연구의 결과는 SFRR-Europe 학회 (2005),INSERM (2006), SFRR-Australasia 학회 (2007)에서 발표되었고 Free Rad. Res(2005), J. Biol. Chem. (2005), Biochimie (2006), J. Biol. Chem. (2006), Mol.Pharmacol. (2006) 및 Mol. Cell. Biochem. (2007) 등 국제학술지에 이미 발표되었고 현재 논문을 준비 중이다.

Abstract ▼

The protective role of novel antioxidant enzymes such as cytosolic and mitochondrial NADP+-dependent isocitrate dehydrogenases in reactive oxygen species- and reactive nitrogen species-mediated modulation of redox status, cell
damage and apoptosis in Parkinson's models was elucidated.
Recently

The protective role of novel antioxidant enzymes such as cytosolic and mitochondrial NADP+-dependent isocitrate dehydrogenases in reactive oxygen species- and reactive nitrogen species-mediated modulation of redox status, cell
damage and apoptosis in Parkinson's models was elucidated.
Recently, we demonstrated that the control of cytosolic and mitochondrial redox balance and oxidative damage is one of the primary functions of novel antioxidant enzyme NADP+-dependent isocitrate dehydroge-nase (ICDH). Using
immunoprecipitation with anti-IDPm IgG and immunoblotting with anti-GSH IgG,we were also able to purify and positively identify glutathionylated IDPm from 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-treated mice, a model for Parkinson's disease. The results of the current study indicate that IDPm activity appears to be modulated through enzymatic glutathionylation and deglutathionylation during oxidative stress. PC-12 cells treated with MPP+-induced the modulation of cellular redox status and oxidative damage as well as apoptotic
cell death via the inactivation of ICDH. We examined the antioxidant mechanism-mediated protective role of ICDH against MPP+-induced apoptosis with PC-12 cells transfected with the ICDH cDNA in sense and antisense orientations as well as transfected with small interfering RNA (siRNA). As a result, we observed a clear inverse relationship between the amount of ICDH expressed in target cells and their susceptibility to MPP+-induced modulation of cellular redox status and apoptosis. When MPTP, a compound that induces Parkinson's disease,
was administered to mice, inhibition of ICDH and enhanced susceptibility to apoptosis was observed.
This study will provide the novel information concerning the physiological role of recently discovered antioxidant enzymes such as cytosolic and mitochondrial NADP+-dependent isocitrate dehydrogenases in Parkinson's disease models such as PC-12 cells or mice treated with MPTP. Furthermore, this study will provide very useful information regarding the pathogenesis, treatment and prevention of senescence-related neurodegenerative diseases. The results obtained from this project were published in the journals such as Free Rad. Res (2005), J. Biol. Chem. (2005), Biochimie (2006), J. Biol. Chem. (2006), Mol. Pharmacol. (2006) and Mol. Cell. Biochem. (2007)

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...10
• 3. 결과 및 고찰 ...20
• 4. 결론 ...45
• 5. 인용문헌 ...46