배양 중추신경세포에서 흥분독성, 산화성 손상 및 고사에 대한 Histone Deacetylase 억제제의 영향 = Effects of histone deacetylase inhibitors on the excitotoxic, oxidative and apoptotic neuronal deaths in mouse cortical cultures

국문 초록 (Abstract)

최근 histone deacetylase (HDAC) 억제제가 신경세포사멸을 억제함이 보고되어 있다. 다양한 뇌신경질환이 신경세포사멸에 의해 유발된다는 점을 고려할 때 신경세포사멸을 억제할 수 있는 약물의 등장은 그 학문적 및 임상적 가치가 크다고 할 수 있다. 본 연구는 몇 가지 HDAC 억제제가 신경세포사멸의 3대 기전인 흥분독성, 산화성 손상 및 고사에 대해 어떠한 영향을 미치는지를 조사하여 신경세포사멸기전과 HDAC 억제제의 상관관계를 구명하고자 시도되었다.
태령 15-17일 된 생쥐 대뇌피질 신경세포를 미리 교세포가 배양된 배양접시에 13-14일 배양하여 사용하였으며 세포사멸은 약물처리 24시간 후에 배양접시 배지내로 유출된 lactate dehydrogenase의 양을 측정하여 판정하였다. 흥분독성유발은 20 μM N-methyl-D-aspartate(NMDA) 24시간 처리 혹은 300 μM NMDA 5분 처리로, 산화성 손상은 50 μM H2O2 24시간 처리로, 고사성 세포사는 200 nM staurosporine 24시간 처리로 각각 유도하였다. HDAC 억제제로는 trichostatin A(TSA), valproic acid(VPA), sodium butyrate(Na-B), Scriptaid 및 SK7041을 사용하였다.
HDAC1 아형에 대한 항체를 이용한 면역염색법과 Western blot 분석결과 본 실험에서 사용한 신경세포 및 교세포에 HDAC1이 발현되었다. 또한 TSA, VPA 및 Na-B처리는 acetylated histone H3, H4의 발현을 증가시켰다. 20 μM NMDA처리에 의한 신경세포사멸은 낮은 농도(50, 100, 200 nM)의 TSA, VPA(1 mM) 및 Na-B(20 mM) 처리에 의해 각각 유의하게 억제되었으나, 500 nM 이상의 TSA, Scriptaid(10 μM) 및 SK7041(500 nM)에 의해서는 영향받지 않았다. 한편 300 μM NMDA 5분 처리에 의한 신경세포사멸은 TSA, VPA 및 NaB에 의해 영향받지 않았다. 50 μM H2O2처리에 의한 신경세포사멸은 VPA를 제외한 본 실험에서 사용한 모든 HDAC 억제제에 의하여 유의하게 억제되었다. 고사성 세포사멸을 유발하는 비특이적 단백질인산화효소 억제제인 staurosporine (STS, 200 nM)에 의한 신경세포사멸은 본 실험에서 사용한 HDAC억제제에 의해서 영향받지 않았다. HDAC1의 효소활성에 미치는 NMDA, H2O2 및 STS 처리의 영향을 약물처리 1시간 후에 비교한 결과 20 μM NMDA, 300 μM NMDA 및 50 μM H2O2는 모두 유의하게 HDAC의 활성을 증가시켰으며 이 증가된 활성은 TSA(100 nM) 동시 처리로 기저활성 이하로 감소되었다. 그러나 STS의 경우는 HDAC 활성에 영향을 미치지 못하였다.
이상의 결과는 흥분독성 및 산화성 손상에 의한 신경세포 사멸과정에는 HDAC 활성의 증가가 수반되어, HDAC 억제제가 신경세포사멸을 억제할 수 있으나, STS에 의한 고사성 신경세포사멸과정에는 HDAC 활성의 증가가 수반되지 않으며 HDAC억제제가 신경세포사멸을 억제할 수 없음을 시사하고 있다.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록 1
• 서 론 3
• 실험방법 4
• 실험성적 9
• 고 찰 21
• 결 론 24
• 참고문헌 25
• 영문초록 28