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뇌질환과 연관된 지방세포 활성산소에 대한 항산화제의 억제효과
이옥환 ( Ok Hwan Lee ),서호판 ( Ho Chan Seo ) 국제뇌교육종합대학원대학교 뇌교육연구소 2010 뇌교육연구 Vol.6 No.-
본 연구에서는 항산화제에 의한 지방세포 내 지방축적 및 활성산소(reactive oxygen species, ROS) 생성 억제 효과를 구명하고자, 지방세포의 주요대사 5탄당 대사경로(pentose phosphate pathway, PPP)와 연관된 항산화 관련 효소 반응들의 작용기작을 살펴보고자 하였다. Oil red O 염색법 및 NBT(nitroblue tetrazolium) assay를 이용하여 지방세포 내 지방축적 및 ROS의 생성을 측정하였고 지방세포 분화와 관련된 주요 전사인자 및 NOX4(NADPH oxidase 4) 유전자의 발현 정도를 평가하였다. 또한, G6PDH(glucose-6-phosphate dehydrogenase), SOD(superoxide dismutase) 및 CAT(catalase) 등의 주요 효소들의 변화를 조사하여 항산화제(NAC)의 ROS 저감효과에 대한 메커니즘 구명하고자 하였다. 항산화제 처리에 의한 지방세포의 지방 축적량, ROS 생성량 및 G6PDH 효소 활성은 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 지방세포 분화와 관련된 주요 전사인자인 PPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor γ) 및 aP2(adipocyte protein 2)의 유전자 발현도 감소하는 경향을 보였으며, ROS를 생성하는 주요 효소인 NOX4의 발현도 유의적으로 억제하는 것으로 나타났다. 반면, SOD 및 CAT와 같은 항산화 관련 효소들의 활성은 항산화제에 의하여 유의적으로 증가하여 지방세포에서 생성된 활성산소들을 유의적으로 소거하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 요약해 볼 때, NAC(N-acetyl cysteine)와 같은 항산화제는 지방세포 분화과정의 주요한 대사경로 중에 하나인 PPP를 비롯하여 항산화 관련 효소들을 조절하여 지방세포에서 발생하는 ROS를 효과적으로 억제 또는 소거하여 이로부터 야기되는 oxidative stress와 관련된 뇌질환 및 대사성 증후군들을 예방, 관리하는데 도움을 주는 것으로 사료되었다. Oxidative stress will induce various changes in human metabolism. Recent research suggests that accumulated reactive oxygen species (ROS) production from adipocytes leads to elevated systemic oxidative stress and contributes to the development of brain-linked diseases. The study was to investigate inhibitory effect of N-acetyl cysteine(NAC), one of the antioxidants, on brain diseases related ROS in 3T3-L1 cells, a preadipocyte cell line that undergoes differentiation into mature adipocytes. The changes in lipid accumulation, ROS production, PPARγ (peroxisome proliferator-activated receptor γ), aP2(adipocyte protein 2), NOX4 (NADPH oxidase 4), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) during the course of differentiation were evaluated. Treatment of NAC significantly inhibited lipid accumulation and ROS production as well as expression of PPARγ, aP2 and NOX4 mRNAs. The inhibition of G6PDH activities by NAC likely prevented ROS production required for NADPH generation that is coupled to AER via PPP, leading to inhibition of adipogenesis. NAC markedly increased SOD and CAT activities, resulting in reduced ROS level during adipogenesis. These results indicate that antioxidant can inhibit ROS production, which may protect against oxidative stress that is linked to brain diseases.
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