트레드밀 운동이 노화쥐 뇌의 sirtuin-3 발현과 mitochondrial permeability transition pore에 미치는 영향 (The Effect of Treadmill Exercise on Sirtuin-3 Expression and Mitochondrial Permeability Transition Pore in the Aged Rat Brain)

서지정보

· 발행기관 : 한국체육학회
· 수록지 정보 : 한국체육학회지 / 56권 / 3호 / 601 ~ 611페이지
· 저자명 : 구정훈, 조준용

초록

본 연구의 목적은 트레드밀 운동이 노화 과정에 공통적으로 나타나는 미토콘드리아 기능이상에 미치는 메커니즘을 확인하기 위해 노화 쥐를 이용하여 뇌의 sirtuin-3(SIRT-3) 단백질과 mitochondrial permeability transition pore(mPTP)의 관련성을 분석하고 SIRT-3-mediated forkhead box O3(FOXO3ɑ)/superoxide dismutase-2 pathway를 확인하는데 있다. 실험동물은 Sprague Dawley(SD) 계열 젊은 쥐(n=8, 3 months)와 노화 쥐(n=16, 27 months)를 Young-control 집단(n=8, Y-CON), old-control 집단(n=8, O-CON) 및 old-treadmill exercise 집단(n=8, O-EXE)으로 구분하고 트레드밀 운동은 점진적으로 운동 강도를 증가시켜 12주간 실시하였다(15m/min, 60min/day, 5 days/week). 트레드밀 운동은 mPTP 구성 단백질인 cyclopliin-D(Cyp-D)와 voltage-dependent anion channel-1(VDAC1)을 감소시키고 adenine nucleotide translocator(ANT)을 증가시켜 mPTP 개방을 억제시킨 것으로 나타났다. 트레드밀 운동은 미토콘드리아 cytochrome c(mito cyto-c)의 발현을 증가시킨 반면 세포질 cytochrome c (cyto cyto-c)과 cleaved caspase-3를 감소시켜 세포사멸을 완화시켰다. 또한, 트레드밀 운동에 의한 SIRT-3 발현 증가는 항산화기능에 효과적인 FOXO3ɑ/SOD-2 기전을 증가시켜 산화적 스트레스를 완화시킨 것으로 나타났다. 따라서 12주간의 트레드밀 운동은 노화 쥐에 나타나는 미토콘드리아 기능이상 중 mPTP 개방과 산화적 스트레스를 감소시켜 미토콘드리아 기능을 개선시키는데 효과적인 방법이라고 생각된다.

영어초록

The purpose of this study was to investigate the effects of treadmill exercise on sirtuin-3(SIRT-3), mitochondrial permeability transition pore(mPTP), and SIRT-3-mediated forkhead box O3(FOXO3ɑ)/superoxide dismutase-2(SOD-2) pathway in the aged rat brain. All Sprague Dawley(SD) rat(n=24) were divided into three groups; young control group(n=8, Y-CON), old control group(n=8, O-CON), and old treadmill exercise group(n=8, O-EXE). O-EXE group were trained to 5 days a week of treadmill exercise, during 60 min/day that was gradually increased until 15 m/min. In this study, treadmill exercise significantly reduced cyclopliin-D(Cyp-D) and voltage-dependent anion channel(VDAC1) expression and increased adenine nucleotide translocator(ANT) expression in O-EXE group compared to O-CON group. In addition, treadmill exercise significantly elevated mitochondrial cyrochrome c (M-cyto c) expression and reduced cytosolic cytochrome c(C-cyto c) expression in O-EXE group compared to O-CON group, resulting in decrease the cleaved caspase-3 expression. Moreover, treadmill exercise significantly increased the level of SIRT-3 expression, which activated FOXO3ɑ and SOD-2, indicating aging-induced oxidative stress was reduced by treadmill exercise. All together, these results demonstrated that treadmill exercise alleviated the mitochondria dysfunction and oxidative stress by inhibiting mPTP opening and increasing antioxidant effect possibly via SIRT-3 signaling pathway in aged rat brain.

참고자료

· 없음