배양대뇌신경세포 저산소증모델에서 유해산소생성억제 및 사립체막전위 소실방지에 의한 반하(半夏)의 신경세포사 억제 효능 (Neuroprotective Effects of Pinelliae Rhizoma Water-Extract by Suppression of Reactive Oxygen Species and Mitochondrial Membrane Potential Loss in a Hypoxic Model of Cultured Rat Cortical Cells)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 19권 / 5호 / 598 ~ 606페이지
· 저자명 : 권건록, 문일수, 이원철

초록

본 연구는 저산소증에서 반하가 대뇌신경세포에 미치는 영향을 알아보기 위하여 E18의 배양 흰쥐 대뇌신경세포를 반하로 전처리한 후, LDH assay와 tryphan blue 염색으로 세포 생존율을 측정하였고, H2DCF-DA, JC-1 염색으로 MMP, ROS 및 RNS 변화를 조사하였다. 이에 반하는 저산소증으로 유발된 대뇌신경세포를 2.5 μg/ml까지 농도의존적으로 세포 생존률을 증가시켰으며, 시간에 따른 생존율을 살펴보면 저산소증 유발 후 1 시간에는 별 차이를 보이지 않았지만 3 일, 5 일 후에는 각각 10.2%, 17.8%로 매우 유의한 증가를 보였다. 저산소증에서 반하가 MMP에 미치는 영향을 보기 위해 저산소증 유발직전과 유발 후 1 일, 3 일, 5 일에 JC-1으로 염색하고 미토콘드리아의 염색강도를 측정한 결과 적색형광은 실험군에서 전반적으로 대조군에 비하여 강하게 염색되는 미토콘드리아의 비율을 증가시킨 반면 녹색형광은 대조군과 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 즉 반하가 저산소증으로 유발된 MMP의 소실을 감소시킴을 알 수 있다. 또한 반하는 전반적으로 H2DCF- DA에 염색되는 세포 비율을 현저하게 낮추는 것으로 나타나 저산소증으로 유발된 ROS 및 RNS의 생성을 유의성 있게 감소시켰다. 따라서 반하는 저산소증에서 ROS의 생성을 억제하고 MMP의 소실을 막아 세포의 에너지고갈을 방지함으로서 신경세포를 보호하는 것으로 이해된다.

영어초록

Oxidative stress by free radicals is a major cause of neuronal cell death. Excitotoxicity in hypoxia/ischemia causes an increase in reactive oxygen species (ROS) and a loss of mitochondrial membrane potential (MMP), resulting in dysfunction of the mitochondria and cell death. Pinelliae Rhizoma (PR) is a traditional medicine for incipient stroke. We investigated the effects of PR Water-Extract on the modulation of ROS and MMP in a hypoxic model using cultured rat cortical cells. PR Water-Extract was added to the culture medium at various concentrations (0.25～5, 5.0 μg/ml) on day in vitro 12(DIV12), given a hypoxic shock (2% O2/5% CO2, 37oC, 3 hr), and cell viability was assessed on DIV15 by Lactate Dehydrogenase Assay (LDH assays). PR Water-Extract showed a statistically significant effect on neuroprotection (10～15% increase in viability; p<0.01) at 1.0 and 2.5 μg/ml in normoxia and hypoxia. Measurement of ROS production by H2DCF-DA stainings showed that PR Water-Extract efficiently reduced the number and intensity of ROS-producing neurons, especially at 1 hr post shock and DIV15. When MMP was measured by JC-1 stainings, PR Water-Extract efficiently maintained high-energy charged mitochondria. These results indicate that PR Water-Extract protects neurons in hypoxia by preventing ROS production and preserving the cellular energy level.

참고자료

· 없음