눈에 대한 미세먼지의 독성 평가를 위한 쥐 각막 상피 세포의 적용 (Application of Primary Rat Corneal Epithelial Cells to Evaluate Toxicity of Particulate Matter 2.5 to the Eyes)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 32권 / 9호 / 712 ~ 720페이지
· 저자명 : 김다혜, 황보현, 이혜숙, 정재훈, 최영현

초록

비록 PM2.5 노출과 다양한 안구 표면 질환과 관련성이 많은 선행 연구에서 알려졌지만, PM2.5 가 각막에 미치는 세포 독성에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 본 연구의 목적은 PM에 의한 각막 상피세포의 유해성을 평가하기 위한 in vitro 모델로서 쥐의 각막유래 상피세포(primary rat corneal epithelial cells, RCE cells)의 효능을 조사하는 것이다. 이를 위하여 쥐의 눈에서 분리한 1차 배양 세포가 각막 상피세포임을 pan-cytokeratin 염색을 통하여 확인하였으며, PM2.처리에 의한 각막 상피세포의 형태학적 변화를 동반한 생존율의 억제는 세포사멸 유도와 관련이 있었다. 또한 PM2.가 처리된 각막 상피세포에서는 ROS의 생성이 증가되었으며, 이는 미토콘드리아 기능 장애와 연관성이 있었다. 이와 함께 PM2.는 각막 상피세포에서 NO, TNF-α, IL-1β 및 IL-6를 포함한 염증 매개인자 및 사이토카인의 생성을 증가시켰다. 아울러 heatmap 분석을 통해 BLNK, IL-1RA, Itga2b, ABCb1a 및 Ptgs2가 미세먼지 유도 안구 질환의 임상 치료를 위한 잠재적인 표적 유전자로서 제시하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 1차 쥐의 각막 상피세포가 PM2.에 의한 각막 상피세포 병리기전 연구에 유용한 모델일 수 있으며, 산화적 및 염증성 반응이 PM2.유발 안구 표면 장애 유도에 핵심적인 역할을 함을 알 수 있었다.

영어초록

The purpose of this study was to investigate the efficacy of rat corneal-derived epithelial cells as an in vitro model to evaluate the harmfulness of the cornea caused by particulate matter 2.5 (PM2.5). To establish an experimental model for the effect of PM2.5 on corneal epithelial cells, it was confirmed that primary cultured cells isolated from rat eyes were corneal epithelial cells through pan-cytokeratin staining. Our results showed that PM2.5 treatment reduced cell viability of primary rat corneal epithelial (RCE) cells, which was associated with the induction of apoptosis. PM2.5 treatment also increased the generation of reactive oxygen species due to mitochondrial dysfunction. In addition, the production of nitric oxide and inflammatory cytokines was increased in PM2.5-treated RCE cells. Furthermore, through heatmap analysis showing various expression profiling between PM2.5-exposed and unexposed RCE cells, we proposed five genes, including BLNK, IL-1RA, Itga2b, ABCb1a and Ptgs2, as potential targets for clinical treatment of PM-related ocular diseases. These findings indicate that the primary RCE cell line is a useful in vitro model system for the study of PM2.5-mediated pathological mechanisms and that PM2.5-induced oxidative and inflammatory responses are key factors in PM2.5-induced ocular surface disorders.

참고자료

· 없음