Curcumin 투여가 탈진운동 시 심장의 세포자멸사에 미치는 영향

Abstract

국문요지

본 연구는 탈진운동에 따른 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 과도한 생성으로 발생되는 심근세포의 세포자멸사에 항산화, 항염즘, 항암작용을 하는 것으로 알려져 있는 curcumin이 미치는 영향에 대해 규명한 것이다. 과도하고 부적절한 운동 강도의 탈진 운동에 의해 발생하는 산화적 스트레스(oxidative stress)는 체내에 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 과도한 생성을 유발한다. 이러한 과도한 활성 산소종(reactive oxygen species)의 생산에 의해 세포와 조직 및 DNA의 손상, 나아가 면역력 저하를 야기하여 특히 심근 경색을 포함한 심혈과질환, 암, 관절염 등 많은 질병의 병인이 된다. 그 중 심혈관질환은 활성 산소종(reactive oxygen species)에 의한 심근세포(cardiomyocyte)의 세포자멸사(apoptosis)와 관련되어 있고 심혈관질환(cardiovascular diseases)의 진행에서 중요한 형태로 작용을 한다. 또한 curcumin은 강황(turmeric)의 뿌리에서 추출하며 노란색 polyphenol 화합물로 카레의 매운맛 성분이며 오랜 역사동안 치료의 용도로 사용되었다. 특히 다양한 염증전, 알츠하이머(alzheimer's disease), 당뇨병(diabetes), 알레르기(allergy), 천식(asthma), 류마티스 관절염(rheumatoid arthritis) 같은 몇몇 자가 면역질환, 심장에서 염증반응, 심장 비대증(cardiac hypertrophy) 심부전(heart failure)의 치료 효과가 있다고 알려져 있다. 실험은 8주령의 Balb/c계 암컷 마우스 20마리를 통제군(con), 탈진 운동군(cex), curcumin 투여군(cu), curcumin투여 후 탈진 운동군(cuex)으로 각 5마리씩 나누었다. 투여군은 curcumin(90mg/kg)을 10μl의 DMSO(Sigma)에 용해하여 복강 내에 3일간 매일 동일한 시간에 주사하고 운동군은 쥐 전용 수조(가로30cm, 세로50cm, 높이 50cm)를 자체 제작하여 Ishihara K.(2009)의 방법을 응용하여 수온25± 2℃ 수심 30cm에서 수영 운동으로 일회성 탈진운동을 실시하였다. 실험결과는 Mn-SOD, CuZn-SOD 항산화 효소와 caspase-9, caspase-3, Bcl-xl와 같은 세포자멸사 관련인자의 발현을 western blot assay로 확인하였고, 세포자멸사의 형태학적 관찰을 위해 TUNEL assay를 실시하였다. western blot assay를 실시한 결과 항산화 효소인 CuZn-SOD, Mn-SOD의 발현은 탈진 운동 시 대조군에 비해 많은 발현량을 보였으며(p＜.001, p＜.05) curcumin투여군과 대조군 사이에서는 curcumin투여군이 대조군에 비해 많은 발현량을 보였다.(p＜.05) 세포자멸인자인 caspase-9, caspase-3에서는 동일하게 curcumin 투여군에서 단백질 발현이 나타나지 않았고 탈진운동군이 대조군에 비해 유의하게 높은 단백질 발현이 나타났다.(p＜.001, p＜.05) 또한 항세포자멸인자인 Bcl-xl는 curcumin 투여군이 대조군에 비해 유의하게 높은 단백질 발현이 나타났다.(p＜.05) 형태학적 분석인 TUNEL assay 결과 탈진운동군에서 통제군에 비해 자멸된 세포의 수가 높게 관찰되었으며(p＜.001) curcumin 투여군과 대조군 사이에서는 curcumin 투여군에서 자멸된 세포의 수가 낮게 관찰되었다.(p＜.001) 이와 같은 결과를 종합하여 보면 일회성 탈진 운동은 암컷 마우스 심장에서 산화적 손상에 의해 세포자멸인자의 발현을 증가시켜 세포자멸사를 일으키며 Curcumin의 투여가 항산화 작용으로 항세포자멸인자의 발현을 증가시켜 세포자멸사를 억제 시키는 것으로 생각된다. 따라서 Curcumin의 투여가 탈진 운동으로 인해 생길 수 있는 세포자멸전 인자를 억제시켜 심근세포의 세포자멸을 억제하는 효과가 있을 것으로 사료되며 추후 좀 더 다양한 실험설계를 통해 상관관계를 보다 체계적으로 규명하는 것이 필요하다.