신경아교종 세포주에 대한 시안산의 영향

Abstract

신대체 요법의 발달로 만성 신부전 환자의 삶의 질이 향상되었음에도 불구하고 아직도 많은 신부전 환자들은 여러 가지 신경학적 합병증에 기인한 증상을 호소하고 있다. 말기 신부전 환자의 체내에서 증가되는 시안산이 신경학적 합병증의 원인으로 작용하는지 알아보고자 하였다. 본 연구에서는 신경아교종 세포인 C6 세포에 0, 1, 5, 10, 20, 40 mmol/L 농도의 시안산을 처리하여 세포생존율과 세포의 형태학적인 변화를 관찰하였으며, 시안산에 의해 발현되는 세포자멸사 관련 인자를 알아보기 위하여 Western blot을 실행하였다. 그리고 시안산에 의한 활성산소의 영향을 알아보기 위하여 과산화수소 및 malondialdehyde(MDA)의 생성과 oxygen free radicals (OFRs) 변화를 조사하였다. 또한 유전자 발현의 변화를 검색하기 위하여 cDNA 유전자 미세배열 분석도 실행하였다. 시안산의 처리 농도가 증가할수록 신경아교종 세포의 생존율이 유의하게 감소하였고, 세포의 형태학적 변화와 세포자멸사에 주된 역할을 하는 caspase-8의 증가 및 procaspase-3의 감소가 관찰되었다. 그러나 caspase-8에 의해 활성화 되는 Bax 단백질은 시안산의 처리 농도가 증가할수록 caspase-8의 증가에도 감소하였고, 세포자멸사를 조절하는 단백질인 Bcl-2와 IAP의 감소가 관찰되었다. 이러한 세포자멸사가 활성산소에 의한 것인지 알아보고자 실시한 과산화수소의 농도와 OFRs는 시안산의 처리 농도가 증가할수록 감소하였고 지질과산화의 지표인 MDA 함량은 전 농도에서 측정되지 않았다. cDNA 유전자 미세배열 분석 결과, 총 1,099종의 유전자 중에서 934개의 유전자가 감소하였고 증가된 것은 165개였다. 세포자멸사 관련 유전자에서도 감소한 것은 16개였고, 증가된 6개 유전자 가운데 Heat shock 70kD protein 1A가 현저한 증가를 나타내었다. 이상의 결과로 보아, 시안산은 신경아교종 세포에서 caspase-8 및 caspase-3와 관련된 세포자멸사를 유발시키며, 이에 활성산소는 영향을 끼치지 않는 것으로 생각된다. 또한 시안산은 신경아교종 세포의 유전자들의 발현을 감소시키는 것으로 생각된다. 따라서 체내에서 증가된 시안산이 신경아교종 세포에 영향을 미쳐 말기 신부전 환자의 뇌병증에도 영향을 주는 것이라 생각된다. The patient with end-stage renal disease show several nervous complications. The factors contributing to the nervous complications are still incompletely characterized. Cyanate, known as one of the uremic toxins, is derived spontaneously from urea. To investigate the mechanism of cyanate-induced effect in C6 glioma cells, the glioma cells were treated with 0, 1, 5, 10, 20 and 40 mmol/L cyanate. There was a dose-dependent decrease in cell viability by treatment with cyanate. Morphological changes, reduction of cell number and adherence, were observed in glioma cells by treatment with cyanate. Western blot showed the up-regulation of caspase-8 and procaspase-3, while the down-regulation Bax, Bcl-2 and IAP by treatment with cyanate. However, treatment with cyanate induced the decrease of hydrogen peroxide and oxygen free radicals, and the non-detection of malondialdehyde. cDNA microarray showed 934 down-regulated genes and 165 up-regulated genes by treatment with cyanate on 1,099 genes. Treatment with cyanate induced 16 down-regulated genes and 6 up-regulated genes on apoptosis category. Also, Heat shock 70kD protein 1A gene on apoptosis category was significantly up-regulated by treatment with cyanate. These results suggest that cyanate can induce apoptosis through caspase-8 and caspase-3 in glioma cells and decrease of gene expression including apoptosis category in glioma cells. These effects of cyanate may play a role in the nervous complications of patient with end stage renal disease.