타액선 세포의 Receptor-mediated Ca^(2+) signaling에 대한 Desipramine의 효과 분석

Abstract

구강건조증(Xerostomia)은 치과영역에서 흔한 질환으로 타액의 생성량이 급격히 감소하는 것을 특징으로 한다. 구강건조증은 여러 원인에 의해 발생할 수 있는데 radiation therapy, Sjögren's syndrome 등이 있다. 하지만 구강건조증을 일으키는 가장 큰 원인은 약물복용이다. 약 400~600종 이상의 약물이 구강건조증을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이러한 약물들 중에서 Desipramine은 imipramine의 active metabolite로서 경구투여 가능한 tricyclic anti-depressant로 neuropathic pain 및 major mood disorder의 치료에 이용된다. Desipramine은 catecholamine의 re-uptake를 강력하게 저해하여 extracellular catecholamine을 증가 시킨다. 이에 따라 Catecholamine에 의한 adrenergic signaling이 강화되는 효과를 나타내게 된다. 하지만 타액선 세포에서는 Catecholamine re-uptake 활성을 확인할 수 없으며, 타액선에 분포하는 교감신경과 관련한 연구에서 Catecholamine은 Water secretion과는 큰 관계가 없는 것으로 알려져 있다. 타액선의 활성을 조절하는 가장 중요한 신경전달물질로는 acetylcholine을 들 수 있다. 타액선에서는 Muscarinic M3 수용체가 발현되어 있고, 부교감 신경말단에서 분비되는 acetylcholine에 반응하여 cytolic Ca^(2+)가 유도된다. 이러한 cystolic Ca^(2+)의 증가는 타액분비를 증가시키는데 결정적인 역할을 한다. 또한 최근 세포 외부의 ATP를 인식하는 purinoceptor가 타액선에서 발견되었으며, 이러한 purinoceptor 또한 phospholipase C을 활성화 시켜 세포내 Ca^(2+)의 증가를 유도하고, 결과적으로 Cl^- 이온의 수송을 조절함으로써 타액선의 분비를 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 따라서 Desipramine에 의한 구강건조증이 이들 Receptor-mediated Ca signaling을 조절하기 때문이라는 가설이 가능하다. 하지만 Desipramine과 같은 Tricyclic antidepressant가 타액선의 receptor-mediated salivary Ca signaling에 어떠한 영향을 주는지에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 따라서 이번 연구를 통해 Desipramine이 receptor-mediated salivary Ca signaling에 미치는 영향을 muscarinic receptor와 purinoceptor를 중심으로 살펴봄으로써 Desipramine이 가진 xerogenic effect의 분자적 기전을 연구하고자 하였다. HSG cell을 이용하여 cell harvesting 과정을 거친 후, 배양된 HSG cells에 Fura-2/AM과 sulfinpyrazone을 처리하였다. Fura-2/AM은 세포 내 esterase에 의해 분해되어 fura-2가 생성되는데 이 fura-2가 형광을 띤다. 발생한 형광을 340nm, 380nm에서 측정하여 fluorescence ratio를 계산하고 이를 통해 세포내 칼슘 농도를 계산하였다. HSG cells에 Desipramine을 농도별로 전처리 한 후, ATP, Carbachol(Cch) 등의 Neurotransmitters를 적용하여 세포내 칼슘의 변화량을 측정하였다. 실험결과, Carbachol의 muscarinic receptor에 대한 작용은 Desipramine에 의해 농도 의존적으로 저해되는 것을 확인할 수 있었다. 전처리한 desipramined에 따른 [Ca^(2+)]의 response curve를 통해 carbachol에 대한 desipramine의 IC_50은 5.061±1.75uM이었다. ATP의 경우 Desipramine에 의한 저해효과는 뚜렷하게 나타나지 않았다. Desipramine의 전처리 농도 중, 가장 높은 농도인 30uM에서만 저해효과가 나타났다.