대뇌 피질 신경세포 일차 배양에서 리튬의 FeCl2에 의한 free radical injury 증강 기전 연구

Abstract

리튬은 원자번호 3번의 단순한 경금속으로 정신과 영역에서 가장 먼저 도입된 약물로 조울증 및 반복적 우울증의 급성기 치료 및 유지기의 재발 방지를 위해 가장 많이 쓰이는 약물이다. 이러한 리튬의 기분 안정에 대한 연구들 뿐만 아니라 신경 세포 보호에 대한 연구들이 늘어나고 있다. 하지만 리튬이 신경 세포사의 형태에 따라 특이적으로 작용하여 세포 자멸사(apoptosis)는 억제하지만 괴사(necrosis)를 더 증강 시킨다는 연구가 보고 되고 있다. 본 연구에서는 리튬이 세포 자멸사(apoptosis)는 억제하지만 괴사(necrosis)는 더 증강시킨다는 가설을 세웠고 그 기전에 대해 알아보고자 하였다.

임신 14-15일 된 횐 쥐를 사용하여 14일 간 배양된 대뇌 피질 세포에 Fe2+ 30μM 를 처리한 후 세포가 죽어가는 양상은 cell body가 swelling되는 괴사가 진행되고 있었고 Li+ 5mM만 단독 처리한 경우에는 괴사가 진행되고 있지 않았다. 하지만 Fe2+ 30μM에 Li+ 5mM를 첨가한 후에는 괴사가 억제 되지 않고 오히려 증가되었음을 알 수 있었다. 이는 LDH분석법으로 신경 세포사를 정량해 보았을 때에도 Li+ 5mM을 단독처리 했을 때에는 신경 세포사에 영향을 미치지 않았으나 Fe2+ 30μM에 Li+ 5mM을 첨가하였을 때 신경세포사가 유의미하게 증가함을 알 수 있었다. 또한 리튬 자체가 free radical를 생성하여 신경세포 손상을 일으키는지를 측정하기 위해 14일간 배양된 대뇌 신경세포에 Li+ 5mM를 처리하고 4시간 후에 2‘,7’-dichlorodihydrofluorescein diacetate(DCDHF-DA)를 가하여 이로 인한 산화된 생산물인 6-carboxy-2',7'-dichlorofluorescein diacetate(DCF-DA)의 변화하는 정도를 측정하였을 때 Li+ 5mM를 단독 처리하였을 경우 리튬 자체만으로는 free radical를 형성하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 하지만 Fe2+ 30μM를 단독 처리했을 경우 free radical이 형성되고 여기에 Li+ 5mM를 첨가하였을 때 Fe2+에 의해 유발된 free radical의 생산을 증강시켜 free radical injury에 의한 괴사를 강화시키는 것을 알 수 있었다.

본 연구를 통해 리튬은 신경세포사의 형태에 따라 특이적으로 작용하여 세포 자멸사는 억제하지만 괴사를 더욱 증강시킴을 알 수 있었고 리튬 자체에 의한 free radical을 형성하지는 않지만 Fe2+에 의해 유도된 free radical의 생산을 증가시킴을 알 수 있었다. 이를 통해 리튬이 다양한 다른 free radical injury에 대한 증강효과를 연구하여 임상실제에서 신경세포 보호 효과만을 강조하지 않고 항산화제 투여 등에 대한 다양한 고려들이 되어할 것이다.