뇌허혈 후 신경세포손상 및 Matrix Metalloproteinase에 대한 Naringenin의 효과

Abstract

높은 사망률과 심각한 영구적 후유증으로 허혈성 뇌질환은 전 세계적으로 주목을 받고 있는 난치성 질환이다. 허혈성 뇌질환으로 인한 피해를 줄이기 위해 많은 연구와 노력들이 진행되어 왔다. 뇌졸중 가운데 허혈성 뇌졸중이 거의 90%를 차지할 정도로 많은 환자들이 발생하는데, 이러한 혈관 폐쇄에 의한 뇌졸중의 경우 tissue plasminogen activator 만이 현재 유일하게 미국 식품의약국의 승인을 받은 뇌졸중 치료제일 뿐 아직까지 뇌졸중 환자들을 치유하기 위한 방편들이 미미한 수준이다. 따라서 동물 실험을 통한 치유 방편의 연구 개발은 필수적이다. Naringenin은 flavonoid의 일종으로 탁월한 항염증작용과 항산화작용을 나타내는 것으로 알려져 있다. 이러한 효과들이 국소 뇌허혈에 의한 신경세포손상에 대해 보호기전이 될 수 있음을 바탕으로 하여 naringenin 투여가 마우스를 이용한 허혈성 신경세포손상에 대해 과연 손상 억제작용을 가지는지 관찰하고, 또한 허혈성 뇌신경손상에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 matrix metalloproteinase(MMP) 활성에 어떠한 작용을 하는가 알아보고자 하였다. 이 연구에서는 C57BL/6 마우스(웅성)를 사용하여 isoflurane 전신마취하에 우측 중뇌동맥을 실리콘 코팅 처리시킨 7-0 monofilament를 사용하여 60분간 폐쇄하여 국소뇌허혈을 유발 시켰고, 이 후 23시간 동안 재관류 시킨 후 실험을 위해 마우스를 희생시켰다. Naringenin을 150 mg/kg 용량으로 허혈유발 7일 전부터 하루 한 차례 경구투여를 실시한 후 허혈 유발 수술을 실시하였다. 허혈 대조군은 약물과 동일한 양을 동일한 일정으로 vehicle(0.3% carboxymethylcellulose)을 경구투여 하였다. 정상 대조군은 중뇌동맥 폐쇄를 제외하고, 모든 처치 조건을 다른 실험군과 동일하게 하였다. 허혈에 의해 뇌경색이 현저하게 유발되었고, naringenin 투여에 의해 뇌경색 크기가 유의하게 감소하였다. MMP의 활성변화를 관찰하기 위해 zymography를 실시하였는데, 정상 대조군인 sham 수술군에 비하여 MMP-9의 활성이 허혈에 의해 증가되었고, naringenin 투여에 의해 감소하였다. Naringenin은 허혈에 의해 유발된 gelatinase 활성증가를 억제하였다. Naringenin은 국소뇌허혈에 의한 신경세포손상을 억제하며 이는 gelatinase 활성을 억제하는 작용이 일부 관여되었을 것으로 사료된다.

Naringenin is a flavanone that is considered to have a variety of pharmacological effects including being an antioxidant, a free radical scavenger, an anti-inflammatory, and an immune system modulator. It is a rich component of grapefruit. The aim of the present study was to investigate whether naringenin shows an inhibitory effect on MMP activity-mediated neural tissue damage following focal cerebral ischemia. In this study, C57BL/6 mice were subjected to 60 min of focal brain ischemia by middle cerebral artery (MCA) occlusion. Naringenin (150 mg/kg, once daily, dissolved in 0.3% carboxymethylcellulose) was administered orally for 7 days before ischemic insult. In 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride assay, brain infarction was produced in the MCA territory after ischemia. In naringenin-treated mice, infarct volume was significantly reduced compared to vehicle-treated mice. Gelatin gel zymography showed an increase in the active form of MMP-9 in ipsilateral hemisphere after ischemia. Naringenin reduced ischemia-induced up-regulation of the active form of MMP-9. In in situ zymography, naringenin reduced up-regulation of gelatinase activity following ischemia. These data demonstrate that naringenin may reduce up-regulation of MMP-9 activity and neuronal damage following ischemia. MMP-9 inhibition might be a possible mechanism potentially involved in the neuroprotective effect of naringenin against focal brain ischemia.