Effect of one-carbon metabolism on cytotoxicity of silver nanoparticles
저자
발행사항
대전: 충남대학교 신약전문대학원, 2022
학위논문사항
학위논문(석사)-- 충남대학교 신약전문대학원: 신약개발학과 신약개발학 전공 2022. 2
발행연도
2022
작성언어
영어
DDC
615.19 판사항(22)
발행국(도시)
대전
기타서명
은 나노 입자의 세포 독성에 대한 단일 탄소 대사의 영향
형태사항
32 p.: 삽화; 26 cm.
일반주기명
지도교수: 허광래, 이상달
충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
2021학년도부터 인쇄본은 소장하고 있지 않습니다.
참고문헌 수록
UCI식별코드
I804:25009-200000606192
소장기관
은 나노입자의 독성 효과는 은 나노입자의 세포내 흡수와 이에 따른 Ag+ 이온의 방출에 기인하는 것으로 보고되어 독성 활성 산소 종의 생성을 초래한다. 이전 연구에서 엽산 대사와 관련된 met9 유전자는 핵분열 효모에서 전체 게놈 스크리닝을 통해 은 나노 표적 중 하나로 선택되었습니다. 단일 탄소 대사가 은 나노 입자의 독성과 어떤 관련이 있는지 조사하기 위해 은 나노 입자에 대한 반응으로 단일 탄소 대사와 관련된 이형 결실 돌연변이체의 상대적 성장을 spotting assay를 사용하여 확인했습니다. 우리는 엽산 주기 관련 유전자 결실 돌연변이의 성장이 은 나노 입자에 민감하다는 것을 발견했습니다. 그러나 중복된 대체 경로를 가진 일부 유전자는 민감하지 않았습니다. 이에 관련하여 관련 유전자의 발현을 qRT-PCR을 통해 확인한 결과, 은나노입자에 의해 관련 유전자들의 발현이 저해되어 있었다. 따라서 folate cycle이 은나노입자의 방어 기전에서 중추적인 역할을 하고, met9이 folate와 methionine cycle 관련 유전자들을 조절하는 regulator로서의 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 선행연구를 통해 AgNPs에 의해 GSH level과 ROS 제거에 중요한 GSH/GSSG recycling에 필요한 NADPH level이 감소됨을 확인하였고, 특히 Δmet9/met9+ mutant에서 NADPH level이 현저하게 감소됨을 확인하였다. Folic acid, 5-mTHF, THF 와 NAC를 각각 전처리한 후 은나노를 처리한 샘플을 키워 growth rate를 측정한 결과에서 5-mTHF가 AgNPs의 독성을 조절함을 확인하였으므로 5-mTHF가 AgNPs에 의해 증가한 NADP+/NADPH ratio를 회복시키는지 확인하였다. 그 결과, 은나노입자만 처리한 균주에서 2배 이상 증가한 NADP+/NADPH ratio가 5-mTHF를 처리한 균주에서 유의성 있게 감소하였다. 이를 통해 5-mTHF는 antioxidant로서 AgNPs에 의해 손상된 redox system을 회복시키는 것으로 보여진다. 지금까지의 연구 결과를 종합해보면, AgNPs는 분열효모에 oxidative stress를 야기하여 antioxidant activity에 꼭 필요한 환원력인 GSH와 NADPH를 감소시켜 세포 내 redox system을 파괴함으로써 독성을 야기한다. AgNPs의 독성은 folate와 methionine cycle을 포함한 one-carbon metabolism에 의해 조절되고, folate의 active form인 5-mTHF가 redox regulator로서 작용하여 분열효모에서 AgNPs이 야기하는 독성을 완화시킨다는 것을 새롭게 알 수 있었다. 특히 5-mTHF은 folate와 methionine cycle의 연결고리로 작용하는 Met9의 발현을 조절하여 세포 내 NADP+/NADPH ratio를 회복시킴으로써 독성을 완화시켰다. 따라서 5-mTHF와 Met9은 세포 내 redox system의 정상적인 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 보여진다
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