엔도텔린 1의 Ca2+-PKCα-ERK 경로를 통한 혈청유리-유도 신경세포 사멸에 대한 해마신경세포 보호 : Endothelin 1 protects hippocampal neuron from serum free-induced neuronal apoptosis through Ca2+-PKCα-ERK pathway
- 발행기관 고려대학교
- 발행년도 2006
- 학위수여년월 2006. 2
- 학위명 박사
- 학과 대학원 의학과 신경과학전공
- 식별자(기타) DL:000017000734
- 서지제어번호 000045272856
초록/요약
연구배경 및 목적: 엔도텔린 (endothelins, ETs)은 주로 혈관수축에 작용하는 신호전달물질로서, 최근 신경계에도 직접적으로 작용하는 것으로 알려져 있으나, 그 정확한 작용기전은 알려져 있지 않다. 이에 본 연구는 해마신경세포를 대상으로 하여, ETs이 신경세포 사멸에 관여하는 작용기전을 분자생물학적 수준에서 알아보고자 하였다. 연구방법: 엔도텔린들 (ET-1, ET-2, 및 ET-3)을 HN33 세포 (마우스 해마신경세포 ⅹ 신경모세포종)에 혈청유리상태에서 적용하였다. ETs의 HN33 세포에 대한 칼슘농도를 fura-2 염색을 사용하여 공초점형광현미경으로 측정하였다. 칼슘의 세포내 신호전달과정에서 하부신호전달물질로서 phopholipase C (PLC)와의 상호작용을 알아보기 위하여, 웨스턴블럿 분석기법을 사용하여 extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) 단백변화를 확인하였다. 그리고 HN33 세포의 세포사멸을 평가하기 위하여, 형태학적 분석과 Bcl-2와 Bax의 발현을 웨스턴블럿으로 확인하였다. 또한 공촛점영상을 통한 protein kinase C α (PKCα)의 전위를 분석하여 ETs의 신경세포 사멸에 대한 효과를 조사하였다. 결 과: ET-1은 HN33 세포의 세포내 칼슘을 증가시켰으나, ET-2와 ET-3는 세포내 칼슘을 증가시키지 못하였다. ET-1에 의한 세포내 칼슘의 증가는 PLC 의존적으로 작용하였다. 그리고 ET-1에 의한 세포내 칼슘의 증가는 ERK1/2의 활성화와 상관이 있었다. 또한 ET-1은 HN33 세포의 생존을 활성화시켰다. 그리고 ET-1은 PKCα를 활성화하여 원형질막으로 전위시켰다. ET-1에 의한 세포생존효과는 PLC 특이억제제인 U73122 또는 PKCα 특이억제제인 Go에 의하여 차단되었다. 결 론: ET-1은 칼슘-PKCα-ERK1/2 신호전달경로를 통하여 신경세포보호작용이 있음을 알 수 있다.
more초록/요약
Background & Objective: Endothelins (ETs), which were originally found to be potent vasoconstrict transmitters, were known to be implicated in nervous system, but the mode of molecular mechanisms in which ETs is involved remain largely unclear. The present study aimed to elucidate how ETs affect hippocampal neuron with molecular mechanisms. Methods: ETs (ET-1, ET-2, and ET-3) were applied HN33 (mouse hippocampal neuron ⅹ neuroblastoma) cells deprived from serum. The effect of ETs on calcium concentration in HN33 cells was measured by confocal fluorescent microscope with dye fura-2. For exploration of interaction with the downstream signaling molecules calcium with a phopholipase C (PLC), Western blot analysis was applied to determine whether protein levels of extracellular signal-regulated kinase (ERK) 1/2 changed. For the assessment of apoptosis on HN33 cells, morphological analysis and Western blots of Bcl-2 and Bax expression were performed. Confocal imaging-based protein kinase C α (PKCα) translocation analysis was examined to determine the effect of ETs on cellular survival phenomenon. Results: This study showed that ET-1 increased the intracellular calcium levels of HN33 cells. However, there was no effect due to the stimulation of ET-2 & ET-3. Also, the ET-1 increased the calcium concentration in a PLC dependent manner. The up-regulation of calcium had also been correlated with the induction of ERK1/2 activation. Moreover, the survival rate of HN33 cells was increased as the result of ET-1 exposure. In addition, ET-1 stimulated the PKCα translocation into the plasma membrane. Indeed, inhibition of PLC by U73122 or inhibition of PKCα by Go abolished the survival effect of ET-1. Conclusions: Taken together, these results demonstrated that ET-1 participated in the neuroprotective effect and associated with calcium-PKCα-ERK1/2 as the signal pathway in the ET-1-mediated survival effect.
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