Protective effect of polydeoxyribonucleotide against CCl4-induced acute liver injury in mice

국문 초록 (Abstract)

Polydeoxyribonucleotide (PDRN; Placentex®)는 연어의 정자에서 추출 된 조직재생 활성화 물질로서 피부재생 신호전달체인 이데노신 A2A 수용체를 자극하여 혈관내피세포증식인자의 분비를 유도하고 염증성 사이토카인 (inflammatory cytokine)의 생성을 억제시켜 상처의 회복을 돕는다.
간은 생화학적 활성과 관련하여 체내에 가장 중요한 기관으로, 내인성 및 외인성 물질의 대사 및 해독, 독소의 여과, 담즙생산 및 분비, 단백질합성, 영양분의 항상성 유지 등 다양한 기능을 수행하는 장기이다. 그러나 간은 해독효소들을 이용하여 외부에서 유입된 다양한 물질을 대사하는 과정에서 독성물질이나 대사적 활성화를 통해 독성을 발현하는 물질에 표적이 되기 때문에 기능장애에 원인이 된다. 급성 간 손상은 다양한 원인으로 인해 갑자기 짧은 시간 내 간세포의 손상을 발생시키는 것으로써 높은 사망률을 나타내는 임상적 질환 중 하나이다.
본 연구에서는 사염화탄소 (carbon tetrachloride; CCl4)로 유발시킨 급성 간 손상 생쥐에서 PDRN의 염증성 사이토카인의 발현과 간 활성효소 변화에 따른 치료적 효과에 대해 실험하였다. 실험동물은 6주령 된 수컷 ICR 생쥐 40마리를 사용하였으며, 집단은 대조군, 급성 간 손상 유발 군, 급성 간 손상 유발 후 2Polydeoxyribonucleotide (PDRN; Placentex®)는 연어의 정자에서 추출 된 조직재생 활성화 물질로서 피부재생 신호전달체인 이데노신 A2A 수용체를 자극하여 혈관내피세포증식인자의 분비를 유도하고 염증성 사이토카인 (inflammatory cytokine)의 생성을 억제시켜 상처의 회복을 돕는다.
간은 생화학적 활성과 관련하여 체내에 가장 중요한 기관으로, 내인성 및 외인성 물질의 대사 및 해독, 독소의 여과, 담즙생산 및 분비, 단백질합성, 영양분의 항상성 유지 등 다양한 기능을 수행하는 장기이다. 그러나 간은 해독효소들을 이용하여 외부에서 유입된 다양한 물질을 대사하는 과정에서 독성물질이나 대사적 활성화를 통해 독성을 발현하는 물질에 표적이 되기 때문에 기능장애에 원인이 된다. 급성 간 손상은 다양한 원인으로 인해 갑자기 짧은 시간 내 간세포의 손상을 발생시키는 것으로써 높은 사망률을 나타내는 임상적 질환 중 하나이다.
본 연구에서는 사염화탄소 (carbon tetrachloride; CCl4)로 유발시킨 급성 간 손상 생쥐에서 PDRN의 염증성 사이토카인의 발현과 간 활성효소 변화에 따른 치료적 효과에 대해 실험하였다. 실험동물은 6주령 된 수컷 ICR 생쥐 40마리를 사용하였으며, 집단은 대조군, 급성 간 손상 유발 군, 급성 간 손상 유발 후 2mg/kg PDRN 투여군, 급성 간 손상 유발 후 4 mg/kg PDRN 투여군, 급성 간 손상 유발 후 8 mg/kg PDRN 투여군 등 총 5군으로 분류하였다. 급성 간 손상의 유발은 10 mg/kg 농도의 사염화탄소를 200 μl씩 복강에 2일에 1번씩 총 4회 투여하여 유발시켰으며, PDRN 약물투여는 첫 번째 사염화탄소 투여 후 다음날부터 총 7일간 각각의 농도로 200 μl씩 복강투여 하였다. 7일간의 약물투여 종료 후 심장천자방법을 이용하여 혈액을 채취하여 원심분리 후 혈청의 AST와 ALT 농도를 확인하였다. 이후 간 조직에서는 조직학적 평가를 위해 Hematoxylin & eosin 염색을 실시하였고, 웨스턴 블롯 방법을 통해 tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin-1beta (IL-1β), interferon gamma (IFN-γ)와 같은 염증성 사이토카인과 아데노신 A2A 수용체의 발현을 확인하였다.
연구결과, 사염화탄소의 투여는 간 활성효소인 AST와 ALT를 증가시키는 것으로 나타났으며, 조직학적 평가결과, 간세포의 체적 증가 및 간 세포질 내 염증세포의 침윤이 나타나 사염화탄소의 투여에 의하여 간 조직의 퇴행성 변화가 나타났다. 또한 사염화탄소 투여에 따른 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-1β, IL-6의 발현이 의미 있게 증가하였다. 그러나 PDRN의 투여는 아데노신 A2A 수용체의 과발현 (overexpression)을 유도하였고, 이러한 변화에 의해 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-1β, IL-6의 발현이 억제되는 것으로 나타났다. 또한 급성 간 손상 유발에 따른 AST와 ALT의 증가를 억제시켰으며, 조직학적 관찰 결과 간 조직의 퇴화가 억제되었다.
본 연구를 통하여 PDRN의 투여는 급성 간 손상으로 유도된 염증성 사이토카인의 발현을 억제하고 AST와 ALT의 증가를 억제하여, 손상된 간 조직의 회복을 촉진하는 것으로 나타났다. 향후 급성 간 손상 시 PDRN의 효과와 세포사멸과의 관련에 대한 연구와 허혈성 간 손상에 대한 PDRN의 효과에 대한 연구가 필요하다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction ···························································································1
• 2. Materials and Methods ···············································································4
• 1) Animals and grouping ·······································································4
• 2) Induction of acute liver injury and treatments ············································4
• 3) Analysis of ALT and AST ···································································5
• 4) Tissue preparation ·············································································5
• 5) Hematoxylin and eosin staining ·····························································6
• 6) Western blot ····················································································6
• 7) Data analysis ···················································································7
• 3. Results ·································································································8
• 4. Discussion ··························································································· 20
• 5. References ··························································································· 24
• 6. Korean abstract ····················································································· 29