Islet이식을 위한 분리에서 ER stress를 줄임으로써 Islet을 보호하는 화학적 샤페론, Tauroursodeoxycholate (TUDCA)

Abstract

The exposure to acute or chronic endoplasmic reticulum (ER) stress has been known to induce dysfunction of islets, leading to apoptosis. The reduction of ER stress in islet isolation for transplantation is critical for islet protection. In this study, several results were investigated whether tauroursodeoxycholate (TUDCA) could inhibit ER stress induced by thapsigargin, and restore the decreased glucose stimulation index of islets. The culture of isolated islets for 24 hour with TUDCA significantly reduced the rate of islet regression (37.4 ± 5.8 % vs. 14.5 ± 6.4 %, n=12, p<0.05). The treatment of TUDCA enhanced ATP contents in islets (27.2 ± 3.2 pmol/20IEQs vs. 21.7 ± 2.8 pmol/20IEQs, n=9, p<0.05). The insulin secretion index by high glucose stimulation is also increased by treatment of TUDCA (2.42 ± 0.15 vs. 1.92 ± 0.12, n=12, p<0.05). In pig islets, thapsigargin decreased the insulin secretion by high glucose stimulation in a time dependent manner (1 h, 1.35 ± 0.16; 2 h, 1.21 ± 0.13; 4 h, 1.17 ± 0.16 vs. 0 h, 1.81 ± 0.15, n=4, p<0.05, respectively). However, the treatment of TUDCA restored the decreased insulin secretion index induced by thapsigargin (thapsigargin, 1.25 ± 0.12 vs. thapsigargin + TUDCA, 2.13 ± 0.19, n=5, p<0.05).Taken together, this study suggests that TUDCA could be a useful agent for islet protection in islet isolation for transplantation.

급성이나 만성의 endoplasmic reticulum (ER) 스트레스 노출은 췌도의 기능저하를 유발시키고, 세포사멸을 일으키는 것으로 알려져 있다. 이식을 위한 췌도 분리과정에서의 ER 스트레스 감소는 췌도 보호에 아주 중요한 현상이다. 본 연구에서는 tauroursodeoxycholate (TUDCA)가 thapsigargin에 의해 유도된 ER 스트레스를 억제하는지, 췌도의 glucose 자극지수를 감소시키는지를 밝혔다. 분리된 췌도에 TUDCA를 함께 처리하여 24시간 동안 배양했을 때, 췌도의 손실률이 눈에 띄게 감소되는 것을 확인할 수 있었다 (37.4 ± 5.8 % vs. 14.5 ± 6.4 %, n=12, p<0.05). 그리고 TUDCA의 처리는 췌도의 ATP contents도 향상시켰다 (27.2 ± 3.2 pmol/20IEQs vs. 21.7 ± 2.8 pmol/20IEQs, n=9, p<0.05). 또한 고농도의 glucose 자극에 의한 인슐린 분비 지수도 TUDCA에 의해 감소된다는 것을 확인 하였다 (2.42 ± 0.15 vs. 1.92 ± 0.12, n=12, p<0.05). 돼지 췌도에서 thapsigargin은 노출시간에 따라 높은 glucose 자극에 의한 인슐린 분비를 감소시켰다 (1 시간, 1.35 ± 0.16; 2 시간, 1.21 ± 0.13; 4 시간, 1.17 ± 0.16 vs. 0 시간, 1.81 ± 0.15, 각각 n=4, p<0.05). 그러나 TUDCA를 따로 처리한 경우와 thapsigargin을 함께 처리한 경우 모두에서, TUDCA는 thapsigargin에 의해 감소된 인슐린 분비 지수를 회복시켰다 (thapsigargin, 1.25 ± 0.12 vs. thapsigargin+TUDCA, 2.13 ± 0.19, n=5, p<0.05). 이를 종합하여 본 연구는, TUDCA가 이식을 위한 췌도 분리 과정에서 췌도의 보호를 위해 아주 유용한 물질로 사용될 것을 제시하였다.