세포외 나노몰 농도의 알파시누클레인이 도파민세포 및 미세아교세포의 생존에 미치는 영향

Abstract

서론: 알파시누클레인(-Synuclein)은 레비소체(Lewy body)의 주요 구성성분이자, 이를 생성하는 유전자 이상이 유전성 파킨슨병의 원인으로 밝혀져 파킨슨병의 핵심 발병 원인물질로 간주되고 있다. 알파시누클레인은 동물실험 및 세포실험에서도 도파민 신경세포를 사멸시키고 염증반응을 유발하며, 실험동물에서 파킨슨양 운동증상을 유발한다고 되어 있으나, 나노몰 농도의 알파시누클레인은 오히려 세포보호효과가 있다는 보고도 있다. 알파시누클레인은 세포외액에 나노몰 농도로 존재하는데 이러한 세포외 알파시누클레인이 신경세포의 생존에 어떠한 작용을 하는지에 대하여는 아직까지 논란의 여지가 있다. 방법: 본 연구에서는 도파민 세포 (SH-SY5Y 세포) 및 미세아교세포 (BV-2 세포)의 세포외액에 나노몰 농도의 알파시누클레인을 투여하고 (1) 도파민 세포 및 미세아교세포의 생존율(viability)이 변화하는지 확인하였고, (2) 도파민 세포의 생존율 변화가 세포 증식 (proliferation) 유무와 관련된 것인지 BrdU 분석을 통하여 알아보았다. 또한 (3) 세포 생존율의 변화에 AKT 경로가 관련되었는지, (4) 나노몰 농도의 세포외액 알파시누클레인이 미세아교세포에서 pro-inflammatory cytokines 이나 reactive oxygen species (ROS) 형성에 어떠한 영향을 미치는지 확인하여, 세포외 나노몰 농도의 알파시누클레인이 도파민 신경세포 및 미세아교세포의 생존에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 결과: 본 실험결과 나노몰 농도 ( 50 nM, 100 nM )의 알파시누클레인을 투여하였을 때 SH-SY5Y 세포 및 BV-2 세포의 세포생존율이 증가하였고, 이는 AKT 경로의 활성화와 관련되었다. BV-2 세포에 일파시누클레인을 투여하였을 때 BV-2 세포 생존율은 증가하였으나 알파시누클레인 50 nM 농도에서 TNF- 및 ROS 의 발생량은 오히려 감소하였다. 또한 알파시누클레인 100 nM 농도에서는 BV-2 세포의 생존율이 증가하였음에도 TNF- 및 ROS 의 발생량은 대조군과 별다른 차이를 보이지 않아 BV-2 세포의 생존은 증가되었으나 개개의 세포가 생성하는 inflammatory cytokines 과 ROS 의 양은 감소될 것으로 예상되었다. 결론: 본 연구 결과는 파킨슨병 환자의 뇌척수액이나 혈청에 나노몰 농도로 존재하는 알파시누클레인이 독성을 나타내기보다는 도파민 신경세포에서 AKT 경로를 통하여 세포 사멸을 억제하고 미세아교세포에서 염증반응을 억제함을 보였으며, 이는 알파시누클레인을 제거함으로서 파킨슨병을 치료하려는 시도는 중추신경계 세포에 오히려 악영향을 미칠수도 있음을 시사한다.