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알코올 투여에 의한 뇌세포 사멸과 이에 대한 천연자생물질의 보호효과

Studies on signal transduction mechanism of alcohol-induced neuronal cell death and protective effect

김성수|김경환|김경용|김대경|이상형|이원복|정희연|이도연
대한체질인류학회|2004.03|해부·생물인류학 (Anatomy & Biological Anthropology)|제17권 제1호|pp. 31-43|DOI 10.11637/aba.2004.17.1.31

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알코올Baicaleinp53CaspaseEthanol신경세포사멸Neuronal cell deathGramineusMitochondrial membrane potential (MMP)
주제분류해부학

초록

: 알코올은 학습, 기억, 인지 기능 및 사고, 판단을 관장하고 있는 뇌의 신경계 이상을 유발시켜 다양한 장 애와 질병을 초래한다고 알려져 있다. 다양한 기관이나 세포 형태에서 알코올의 독성에 대해서는 보고 된 바 있으 나, 신경세포에 대한 자세한 기작이나 영향에 대해서는 현재까지 명확히 규명된 바가 없다. 이에 본 연구에서는 사람의 콜린성 신경모세포종인 SK-N-SH에서 알코올에 의한 신경세포사멸의 여부 및 세포사멸기전을 밝히고자 하였으며, 여러 가지 세포 종류에서 항산화 효과 등의 생물학적 보호활성을 나타내는 것으로 알려져 있는 천연자 생물질인 baicalein과 gramineus를 이용하여, 알코올 독성에 대한 보호효과 여부를 확인하였다. 알코올 및 두 baicalein과 gramineus등을 처리한 후 세포생존율 변화를 조사하였고, 세포사멸기전을 세포사멸조절자인 p53의 발 현 변화와 사립체의 막전위차 변화를 관찰하였다. 그 결과 알코올은 세포자멸사(apoptosis) 양상의 신경세포사멸을 유발하고, p53 발현을 증가시켰으며, 사립체의 막전위차가 붕괴되었다. p53을 저해한 경우 알코올에 의한 신경세포 사멸이 저해되었고, 사립체의 막전위차가 유지됨을 확인할 수 있었는데, 이는 p53이 알코올에 의한 신경세포사멸 과정을 매개하고 더불어 사립체의 막전위차를 조절하고 있음을 시사하는 결과이다. 또한 자생식물의 보호효과기 전을 규명하고자 baicalein과 gramineus를 전 처리 한 후 알코올에 의한 영향을 확인한 결과, baicalein에 의해서 p53 발현 증가가 의미 있게 감소하였고, 사립체의 막전위차가 유지되었으며, 알코올에 의해 증가한 caspase 활성을 저해시킴으로서, 궁극적으로 세포생존율을 증가시켰다. 반면 gramineus는 어떠한 보호효과도 나타내지 못하였다. 본 실험의 결과는 baicalein이 알코올에 의해 증가된 p53의 발현을 효과적으로 감소시키고, 사립체의 기능을 보호 하며, caspase 활성을 저해함으로써 신경세포의 보호효과를 나타낼 수 있음을 제시해주는 것이라 하겠다.

Abstract

Excessive use of alcohol is a serious problem in our society and induces various, severe alcohol related diseases. The cytotoxicities of ethanol are still largely unknown. We studied the molecular mechanisms of EtOH-induced SK-NSH neuronal cell death and protective effects of baicalein and gramineus against EtOH-induced cytotoxicities.In our results, the cell death by EtOH showed morphologic features of apoptosis like as membrane blebbing, nuclear condensation and fragmentation. Furthermore, pretreated baicalein attenuated EtOH-induced neuronal cell death effectively. EtOH increased expression levels of p53 and both p53 antisense oligonucleotide and Pifithrin protected the cell death against EtOH. Also, EtOH induced mitochondrial event, collapse of mitochondrial membrane potential (∆Ψm) and caspase cascade as a downstream of mitochondria. Interestingly, baicalein decreased expression levels of p53 and inhibited collapse of mitochondrial membrane potential. These results suggest that baicalein reduces mitochondrial dysfunction induced by EtOH through down-regulation of p53 expression levels. Also, baicalein attenuated activation of caspase, which was triggered by mitochondrial malfunction. But gramineus didn’t have any protective effect. These results imply that baicalein significantly protects EtOH-induced neuronal cell death through regulating p53, mitochondrial dysfunction and caspase activation.

참고문헌 (51)

  1. "알코올중독의 약물치료", 6, pp.41~48 (1999)
  2. "The efficacy of controlled trials of alcohol misusetreatments in maintaining abstinence:a meta-analysis", pp.759~769
  3. "A cognitive-social learning approach to relapse:pharmacotherapy and relapse prevention counselling", pp.527~530
  4. "Neurobehavioural basis for the phatmacotherapyof alcoholism:current and future directions", 1, pp.43~53 (1996)
  5. "Bax oligomerization is required for channel-formingactivity in liposomes and to trigger cytochrome c releasefrom mitochondria", 15, pp.271~278 (2000)
  6. "A review of the genetic effects of naturally occurringflavonoids", anthroqui(nes and related compounds), pp.243~277 (1980)
  7. "p53 and Bax activation in 6-hydroxydopamine-induced apoptosis in PC12 cells", 751, pp.139~142 (1997)
  8. "Apaf-1 oligomerizes into biologicallyactive approximately 700-kDa and inactive approximately1", pp.4 6067~6070 (2000)
  9. "Brain lesions in alcoholics", 17, pp.2~11 (1993)
  10. "Different effects of the constituents of EGb761 onapoptosis in rat cerebellar granule cells induced by hydroxylradicals", 47, pp.397~405 (1999)
  11. "NMDA recepter-mediated neuroprotection by essentialoils from the rhizomes of Acorus gramineus", 68, pp.1567~1573 (2001)
  12. "Protection ofcultured rat cortical neurons from excitotoxicity by asarone a major essential oil component in the rhizomes of Acorusgramineus", pp.591~599 (2002)
  13. "Bax-dependent caspase-3 activation is a key determinant in p53-inducedapoptosis in neurons", 19, pp.7860~7869 (1999)
  14. "Attenuation of p53expression protects against focal ischemic damage in transgenicmice", 14, pp.887~891 (1994)
  15. "Mitochondria as the central controlpoint of apoptosis", 10, pp.369~377 (2000)
  16. "IAPs block apoptotic events induced by caspase-8 andcytochrome c by direct inhibition of distinct caspases", 17, pp.2215~2223 (1998)
  17. "Vasodilator effects of quercetin in isolated rat vascularsmooth muscle", 239, pp.1~7 (1993)
  18. "Apoptosis and gene expression:perspectives onalcohol-induced brain damage", pp.385~387
  19. "Protection by baicaleinagainst ascorbic acid-induced lipid peroxidation of ratliver microsomes", 90, pp.103~115 (1995)
  20. "Protectiveeffects of baicalein against reactive oxygen species", 46, pp.1383~1387 (1998)
  21. "Mitochondria and apoptosis", 281, pp.1309~1312 (1998)
  22. "Down-regulation of bcl-2 by p53 in breast cancer cells", 54, pp.2095~2097 (1994)
  23. "Free radicalscavenging action of baicalein", pp.261~266 (1993)
  24. "The correlation betweenactive oxygens scavenging and antioxidative effects offlavonoids", 16, pp.845~850 (1994)
  25. "Are binge drinkers more at risk of developingbrain damage Alcohol and nicotine reduce cell proliferationand enhance apoptosis in dentate gyrus", pp.559 1509~10 561 1513
  26. "Suppression of mitochondrial succinate dehydrogenase aprimary target of beta-amyloid", kame(so m), pp.2585~2593 (1995)
  27. "Role for Bcl-xL as an inhibitor ofcytosolic cytochrome C accumulation in DNA damageinducedapoptosis", pp.6939~6942 (1997), WeichselbaumR Nalin C
  28. "Studies on Scutellariae Radix Effects on lipid peroxidation in ratliver", pp.2610~2617 (1981)
  29. "Inhibitoryeffects of the fragrance inhalation of essential oil fromAcorus gramineus on central nervous system", 26, pp.978~982 (2003)
  30. "Neurocircuitry targetsin ethanol reward and dependence", pp.3~9 (1998)
  31. "Cell-specific induction of apoptosis by microinjectionof cytochrome c", pp.30299~30305 (1997)
  32. "Effects of flavonoids onimmune and inflammatory function", pp.1167~1179 (1992)
  33. "Structure-activity relationship of flavonoidsin suppressing rat liver lipid peroxidation", 113, pp.133~154 (1993)
  34. "Tumor suppressorp53 is a regulator of bcl-2 and bax gene expression in vitroand in vivo", pp.1799~9 1805 (1994)
  35. "Tumor suppressor p53 is a direct transcriptionalactivator of the human bax gene", 80, pp.293~299 (1995)
  36. "Loss of the p53tumor suppressor gene protects neurons from kainateinducedcell death", 16, pp.1337~1345 (1996)
  37. "BAX-dependenttransport of cytochrome c reconstituted in pure liposomes", 2, pp.553~555 (2000)
  38. "p53 induction is associated with neuronal damage in thecentral nervous system", 91, pp.7525~7529 (1994)
  39. "Induction of tumor suppressor p53and DNA fragmentaion in organotypic hippocampel culturesfollowing excitotoxin treatment", 145, pp.81~88 (1997)
  40. "Chronic ethanol intoxicationinduces differential effects on GABAA and NMDA receptorfunction in the rat brain", pp.115~123 (1993)
  41. "Role of intracellularsignalling pathways in hydrogen peroxide-inducedinjury to rat glomerular mesangial cells", 22, pp.924~933 (1995)
  42. "Inhibition of PC12cell redox activity is a specific early indicator of the mechanismof beta-amyloid-mediated cell death", pp.1470~1474 (1994)
  43. "Cytochrome c in the apoptotic and antioxidantcascades", 27, pp.275~280 (1998)
  44. "Multifactorial etiology of neuropsychologicalimpairment in alcoholics", pp.128~135 (1986)
  45. "Cytochrome c maintains mitochondrialtransmembrane potential and ATP generationafter outer mitochondrial membrane permeabilization duringthe apoptotic process", 153, pp.319~328 (2001)
  46. "p53 inhibitorsPreserve Dopamine Neurons and Motor Function in ExperimentalParkinsonism", 52, pp.597~606 (2002)
  47. "Withdrawal from alcohol usingmonitored alcohol consumption:a case report", pp.344~346 (2002)
  48. "The role of free radicals and p53 inneuron apoptosis in vivo", 15, pp.5851~5857 (1995)
  49. "Interaction of iron with polyphenoliccompounds:application to antioxidant characterization", 257, pp.40~44 (1998)
  50. "Induction of bax by genotoxic stressin human cells correlates with normal p53 status and apoptosis", 9, pp.3743~3751 (1994)
  51. "cytochrome cmultimeric complex is a functional apoptosome that activatesprocaspase-9", pp.11549~11556 (1999)

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