2-Hydroxyquinoline과 4-Hydroxyquinoline의 제 1형 당뇨 억제 효과

Abstract

본 연구는 헤테로 고리 유기 화합물인 2-hydroxyquinoline과 4-hydroxyquinoline을 산화 스트레스를 유발하는 alloxan과 같이 rat insulinoma cell line인 INS-1 세포에 처리하여 alloxan에 의한 세포 내 손상이 감소되는지 확인하였다. 시료의 항산화 기능을 확인하기 위해 시료의 이성질체들을 추가하여 항산화 활성을 측정하였고, hydroxyquinoline의 이성질체들은 각각 항산화 활성이 다른 것을 확인하였다. 그 중 2-hydroxyquinoline과 4-hydroxyquinoline은 낮은 항산화 활성을 가지는 것으로 확인하였고, 5-hydroxyquinoline과 8-hydroxyquinoline은 높은 항산화 활성을 가지는 것을 확인하였다. 그러나 높은 항산화 활성을 가지는 시료와 alloxan을 동시에 처리하면 세포의 사멸이 증가되는 것을 확인하였다. 본 실험에서는 2-hydroxyquinoline과 4-hydroxyquinoline을 alloxan과 함께 처리한 실험군에서 세포 내 활성산소의 감소를 확인하였으며, 활성산소로 인해 감소된 미토콘드리아의 막전위가 회복된 것을 확인하였다. 미토콘드리아의 막전위가 회복됨에 따라 ATP의 합성 또한 마찬가지로 회복되었음을 확인하였다. 활성산소의 감소가 2-hydroxyquinoline과 4-hydroxyquinoline에 의해 일어나는 것과 함께 각종 항산화 효소의 활성의 증가가 세포의 활성산소를 감소시킨 것으로 추측하여 항산화 효소의 활성을 확인하였다. 실험 결과 항산화 효소 중 하나인 SOD와 catalase의 활성이 증가함을 확인하였고, 이러한 현상은 세포 내부에 존재하는 활성산소와 2-hydroxyquinolin과 4-hydroxyquinoline이 반응하여 활성산소의 양이 감소하게 되고 그로 인해 효소의 활성이 증가한 것으로 확인된다. 마지막으로 세포에 과다한 활성산소의 축적으로 인해 유도되는 세포사멸 과정인 apoptosis를 확인하기 위해서 핵에서 일어나는 chromatin condensation을 DAPI 염색을 통해 확인하였다. 실험 결과 alloxan을 단독으로 처리한 실험군에서는 chromatin condensation이 일어났으나 시료와 alloxan을 동시에 처리한 실험군은 chromatin condensation이 억제된 것으로 확인되었다. 본 실험의 결과 헤테로 고리형 구조를 가진 유기 화합물인 2-hydroxyquinolin과 4-hydroxyquinoline의 항산화 기작에 의한 INS-1 세포 보호 효과를 확인하였다. 낮은 수준의 항산화 효과를 가졌지만 특정 활성산소에 특이적으로 반응하는 2-hydroxyquinolin과 4-hydroxyquinoline의 특성을 보아 hydroxyquionline은 세포 내부에서 지속적으로 자기산화/환원을 거치는 물질이 생산하는 활성산소를 효과적으로 제거하며 활성산소로 인해 발생하는 다양한 문제점을 해결할 수 있는 것으로 보인다.