전뇌 허혈 모델에 기인된 신경세포 손상에 대한 Silibinin의 Matrix Metalloproteinase-9의 억제효과

Abstract

허혈성 뇌신경손상은 난치성 질환이며 높은 사망율과 장기적으로 환자들에게 고통을 유발하며, 또한 개인적 국가 경제적으로 큰 손실을 초래하는 극복해야 할 질환임에 틀림없다. 다수의 연구들이 허혈성 뇌신경손상 기전과 치유제 개발에 집중되고 있으나, 매우 다양한 병태생리학적 기전들이 복잡하게 관여되기에 치유제 개발이 용이하진 않다고 보여 진다. Silibinin은 오래전부터 간보호작용으로 널리 사용되었고 강력한 항암작용 및 항산화작용이 잘 알려져 있다. 이러한 효과들이 전뇌허혈에 의한 해마 신경세포손상에 대해 보호기전이 될 수 있음을 바탕으로 하여 silibinin 투여가 마우스를 이용한 허혈성 신경세포손상에 대해 어떠한 작용을 하는지 관찰하고, 또한 허혈성 신경손상에 중요한 작용을 하는 것으로 알려진 matrix metalloproteinase (MMP) 효소 활성에 어떠한 작용을 하는지 알아보고자 하였다. 이 연구에서 웅성 마우스(C57/BL6)를 사용하여 isoflurane-N2O-oxygen 흡입 마취하에 좌우 양측 총경동맥을 20분간 폐쇄하여 전뇌허혈을 유발 시켰다. 허혈 유발 72시간 후 마우스를 희생시켰다. Silibinin(200 mg/kg)을 허혈유발 7일 전부터 경구투여를 실시한 후 허혈 유발 수술을 실시하였고 희생 때 까지 약물을 투여하였다. 허혈대조군은 약물과 동일한 양을 동일한 조건으로 vehicle(0.3% carboxymethylcellulose)을 경구투여 하였다. 정상 대조군은 양측 총경동맥 폐쇄를 제외하고, 모든 조건을 동일하게 하였으며 전뇌허혈에 의한 신경세포 손상에 대한 silibinin의 영향을 관찰하였다. 전뇌허혈에 의해 신경세포손상이 해마 추체신경세포 영역에서 현저하였고, silibinin 투여에 의해 신경세포손상이 유의하게 감소하였다. MMP의 활성을 알아보기 위해 zymography를 실시하였다. Sham 수술군에 비하여 전뇌허혈에 의해 MMP-9의 효소활성이 증가되었고, silibinin 투여에 의해 유의하게 감소하였다. Silibinin은 허혈에 의해 유발된 신경세포의 세포자멸사(in situ DNA fragmentation)을 억제하였으며, 허혈에 의한 해마부위의 세포외의 laminin 기질단백파괴 및 NeuN-양성 신경세포의 손상을 억제하였다. 이들 결과로 미루어 보아 silibinin은 전뇌허혈에 의한 신경세포손상을 억제하며 이는 gelatinase 특히 MMP-9의 활성을 억제하는 작용이 어느 정도 관여되었을 것으로 사료된다.

Silibinin (silybin) is the major active constituent of silymarin, an extract of milk thistle seeds. Some research has reported that silibinin may possess neuroprotective effects. However, to my knowledge, there has been no report regarding the protective effect of silibinin against transient global brain ischemia. Therefore, the protective effect of silibinin on neuronal damage after transient global brain ischemia remains to be clarified. In the present study, C57BL/6 mice were subjected to 20 minutes of transient global brain ischemia. Mice were sacrificed 72 hours after ischemic insult. Silibinin (200 mg/kg, once daily, dissolved in 0.3% carboxymethylcellulose (CMC)) was administered orally for 7 days before global brain ischemia and daily until sacrifice. The effect of silibinin on neuronal damage, matrix metalloproteinase (MMP) activity, and in situ DNA fragmentation (TUNEL) assay in the hippocampal formation after global ischemia were examined. Hippocampal neuronal damages was remarkable in the CA1 and CA2 pyramidal cell layers after global brain ischemia. In silibinin-treated mice, neuronal damage was significantly reduced compared with vehicle (CMC)-treated mice. Administration of silibinin inhibited MMP-9 activity, and also reduced TUNEL staining-positive neurons in the hippocampus. The data in the present study suggest that silibinin may reduce pyramidal neuronal cell damage in the hippocampus following transient global ischemia, as a result of reducing MMP-9 activity.