췌장 베타세포의 생존률을 향상시키기 위한 curcumin 봉입 약물 전달.

Abstract

오늘날 당뇨병 환자에게 시술되고 있는 췌도세포이식술은 인슐린 의존성 1형인 경우뿐만 아니라 인슐린 비 의존성인 2형에서도 필요로 하고 있다. 이는 2형 당뇨병 역시 유병기간이 길어짐에 따라 인슐린을 분비하는 세포인 췌장베타세포에 기능적인 문제가 생기거나 세포사멸을 유발시키기 때문이다. 현재 췌도세포이식술 분야에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 이식된 베타세포의 생존률이 매우 낮아 효과적인 치료법이 되고 있지않다. 이 논문에서 우리는 산화적 스트레스에 의한 췌장 베타세포의 apoptosis를 억제하기 위해 curcumin을 전달하였다. Curcumin은 두 개의 케톤기를 갖고 있어 강력한 환원제로써 항산화효과를 갖고 있다. 하지만 curcumin은 소수성 물질로 물에 잘 녹지 않고 따라서 생체이용률이 매우 낮다. 이를 극복하기 위해 R3V6라는 양친성 펩타이드를 이용하였다. R3V6는 3개의 argine과 6개의 valine을 선형으로 합성하였으며 이전 연구들을 보면 수용액 상태에서 마이셀을 형성하는 것으로 알려져 있는 전달체이다 (Critical Micelle Concentration = 1.35 mg/ml). 수용액 상태에서 R3V6가 마이셀을 형성 할 경우 소수성 아미노산인 valine은 내부에 hydrophobic core를 형성하고 전기적으로 양전하를 띈 arginine이 마이셀 표면에 도출된다. 이러한 구조는 hydrophobic core에 소수성 약물을 봉입할 수 있기 때문에 curcumin을 봉입함으로써 물에대한 용해도를 증가시켰다. R3V6펩타이드 전달체는 curcumin을 1:0.3의 비율까지 봉입할 수 있었으며 이때 나노입자의 표면전하는 17.49mV, 크기는 275.08 d.nm 이었다. 세포 내로 이입되는 효율은 curcumin만 단독으로 처리 하였을 때 보다 약 1.3배 가량 상승했다. 전달된 curcumin은 췌장 베타세포인 INS-1 cell line의 저산소상태에서의 생존률을 크게 증가시켰다. MTT assay를 통해 미토콘드리아에 대한 세포독성을 확인한 결과 R3V6에 curcumin을 봉입하여 전달 하였을 때 101.53%으로 가장 높은 생존률을 보였다. 이는 curcumin의 항산화작용에 의해 저산소상태에서 유도되는 활성산소가 감소되었기 때문이다. Total ROS assay를 통해 이 결과를 확인하였으며 curcumin을 단독으로 처리하였을 때 (9.46 %)보다 R3V6를 이용하여 전달하였을 때 (4.68 %) ROS가 유도된 세포의 비율이 감소했음을 볼 수 있었다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, R3V6를 이용한 curcumin전달은 췌도세포이식술 직후 베타세포의 산화적 스트레스에 의한 생존률을 크게 증가시킬 수 있을 것이라 생각한다.