L6 근원세포와 근관의 산화스트레스에 대한 민감성 비교와 신호전달기작 연구

일반대학원 생영과학과
The Graduate School, Ajou University
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활성산소종 (Reactive oxygen species; ROS)은 세포내에서 산화스트레스(Oxidative stress)를 유발하여 세포의 생존에 영향을 준다. 본 연구에서는 L6 근원세포 (myoblast)가 근관 (myotube)로 분화되는 과정에서 산화스트레스에 의한 민감도를 조사하고, 근원세포 (myoblast)와 근관 (myotube)의 민감도 차이를 유발하는 signaling molecule을 조사하였다. L6 근원세포 (myoblast)와 근관 (myotube)에 10 μM menadione (2-methyl-1,4-naphthoquinone, vitamin K₃)을 처리하였을 때, 근원세포 (myoblast)의 생존율은 크게 감소하지만 근관(myotube)는 거의 영향이 없었다. 또한 같은 농도의 menadione을 처리하였을 때 Bax의 발현양이 근원세포 (myoblast)에서 더 높게 나타난 것으로 보아 근원세포 (myoblast)에서 apoptosis가 일어났음을 알 수 있다. 이러한 민감도 차이의 원인을 산화스트레스에 반응하는 것으로 알려져 있는 신호전달물질 (signaling molecule)의 억제제를 이용하여 알아보았다. PI3-kinase의 억제제인 LY294002 처리한 후 menadione을 처리한 경우 근관 (myotube)의 생존율이 크게 감소하였으며, NF-κB activation 억제제 (6-amino-4-(4-phenoxyphenylethylamino)quinazoline)를 처리한 경우는 근원세포 (myoblast)의 생존율이 크게 증가하였다. 반면, p38 kinase의 억제제인 SB203580을 처리한 경우에는 근원세포 (myoblast)와 근관 (myotube)의 생존율에 큰 차이를 나타내지 않았다. 이 결과로 볼 때, menadione에 의해 유발되는 산화스트레스에 대한 근원세포 (myoblast)와 근관 (myotube)의 민감도가 다른 이유는 PI3-kinase와 NF-κB pathway와 관련이 있을 것으로 생각된다. 이중 PI3-kinase의 활성도 변화를 조사한 결과 menadione을 처리하였을 때 근관에서는 변화가 없는 반면 근원세포 (myoblast)에서 PI3-kinase의 활성도가 감소하였다. 이러한 PI3-kinase의 활성 변화는 p85 단백질의 양이 줄어들기 때문이다. 앞의 결과를 종합하여 보면, L6 근원세포 (myoblast)는 산화스트레스에 근관 (myotube)에 비해 더 민감하게 반응하여 apoptosis를 일으키며, 이는 PI3-kinase의 양이 줄어들어 PI3-kinase의 활성도가 줄어들기 때문이다.
Alternative Abstract
Reactive oxygen species (ROS) encompass a variety of partially reduced metabolites of oxygen (e.g., superoxide anions, hydrogen peroxide, and hydroxyl radicals). They can induce the various signaling pathways. Transient fluctuations in ROS serve important regulatory functions, but when present at high and continuous levels, ROS can cause severe damage to DNA, protein, and lipids. Menadione (2-methyl-1,4-naphthoquinone, vitamin K₃) is a quinone-containing compound and can result in the formation of ROS. Due to the high concentration of myoglobin and rapid change in oxygen flux, skeletal muscle is extremely susceptible to ROS-induced oxidative stress. ROS mediated injury contributes to the pathogenesis of muscular dystrophy and other muscle diseases. In this study, we investigated the susceptibility of L6 myoblast and myotube against menadione induced oxidative stress. Myoblasts were significantly more vulnerable than the myotubes to oxidative stress. At 10 μM of menadione, the myoblast showed greater injury and cell death compared to the myotube. Pretreatment with LY 294002 resulted in increased cell death in myotube and pretreatment with NF-κB resulted in increased cell survival in myoblast. But SB203580 resulted in no significant change in cell survival in both myoblast and myotube. We focused on PI3-kinase activity of myoblast and myotube in oxidative stress. PI3-kinase activity was significantly decreased in myoblast. And this resulted from reduction of p85α content. These results suggest that oxidative stress causes greater injury and cell death in myoblast compared with myotube. And it is possible that PI3-Kinase, and NF-kB pathway regulate cell death of myoblast and myotube during oxidative stresses.

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Graduate School of Ajou University > Department of Bioscience > 3. Theses(Master)
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