미토콘드리아 내 다황화수소 검출을 위한 이광자 가변색 표지자의 개발

Abstract

다 황화수소; Hydrogen polysulfides (H2Sn, 1<n<8)는 가스 신호전달물질인 H2S와 reactive species (ROS, RNS)의 상호반응에 생성되는 RSS(reactive sulfur species) 일종이다. 우리 연구실에서는 앞서 파킨슨병 (Parkinson’s Disease) 뇌에서 미토콘드리아에 존재하는 Hydrogen monosulfide (H2S)과 파킨슨병의 관계를 조사하였다. H2S와 H2Sn이 산화 환원 파트너이며 많은 생물학적 메커니즘에서 비교가 되고 있는 바, 본 연구에서는 이를 이어 생체 내 H2Sn를 장시간 관찰 할 수 있는 이광자 가변색 형광 표지자 H2Sn-mito를 합성하였다. H2Sn-mito는 생체 외뿐 만 아니라 생체 내에서도 매우 탁월한 형광효율, 다 황화수소와의 선택성, 반응성, 이광자 여기 형광 그리고 파랑에서 초록으로 가변하는 형광을 보였다. 이렇게 가변하는 이광자 형광의 비를 통하여 파킨슨병 뉴런에서 H2S가 감소하고 H2Sn이 증가 된 반대의 양상을 확인하여 산화 환원 신호를 관찰 할 수 있었다. 이어서 파킨슨병 뇌조직에서도 여러 부위에서 H2Sn의 생성이 크다는 것을 확인하였다. 이러한 발견은 파킨슨병의 뇌에서 미토콘드리아의 산화스트레스로 인한 H2Sn 생성을 증명한 것과 동시에 산화 환원 메커니즘과 같은 생명 현상 연구에도 기여를 할 것이라 기대한다.