배양근원세포의 산화스트레스에 대한 신트로핀의 기능 연구

Abstract

α-Syntrophin은 dystrophin-glycoprotein 복합체의 구성요소로서, 근육세포 내의 다양한 신호전달물질과 상호작용한다. C2 근육세포에 α-Syntrophin 특이적인 shRNA를 주입하여 α-syntrophin knock-down (SNKD) 세포주를 제작하여 특성을 분석한 결과 분화 후기의 결함이 나타났으며, 세포 사멸이 증가했다. 근원세포의 분화 과정은 광범위한 미토콘드리아 생합성을 동반하기 때문에 세포 내 활성산소종 (ROS)의 생성 또한 분화 과정 동안에 증가하게 된다. Two-photon microscopy를 이용하여 미토콘드리아의 ROS를 측정한 결과, 대조군에 비하여 SNKD 세포에서 과도한 양의 ROS가 분화 과정 동안 축적되어 있었으며, 산화스트레스에 의한 지질 과산화의 부산물인 4-hydroxynonenal adduct가 분화한 SNKD 세포에서 증가했다. 항산화물질인 epigallocatechin-3-gallate (EGCG)를 이용하여 SNKD 세포를 분화 시킨 결과 4-hydroxynonenal adduct 생성이 크게 감소했다. SNKD 세포의 분화 과정에서 catalase의 단백질 발현이 유의하게 감소하였으나 mRNA 수준의 변화는 없었다. Catalase의 분해와 관련된 단백질 분해효소를 스크리닝한 결과 proteasome inhibitor인 MG132에 의해 SNKD 세포에서의 catalase 분해가 억제되었다. 이러한 결과는 α-syntrophin이 catalase의 stability에 관여함으로써 분화 과정 동안에 생성되는 ROS를 조절하는 과정에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 또한 SNKD 세포의 분화 과정 동안에 ER stress가 증가했으며 단백질 합성이 크게 감소하였다. α-Syntrophin을 과발현시킴으로써 내재적으로 유도된 ER stress 및 menadione에 의한 산화스트레스로 유도된 ER stress가 억제되었다. 분화 과정 동안의 단백질 합성 또한 α-syntrophin 과발현 세포에서 증가하였다. Menadione을 처리하여 산화스트레스를 유도하면 α-syntrophin과 결합하는 단백질이 증가하는 것을 immunoprecipitation으로 확인하였다. 이러한 결과는 α-syntrophin이 다른 단백질과 결합하고 안정화시킴으로써 산화스트레스 및 ER stress에 대한 세포의 반응 과정에 보호적 역할을 한다는 것을 의미한다. 이 연구는 분화 과정 동안의 단백질 항상성 유지에 관련한 α-syntrophin의 새로운 역할을 규명하였다.