Ex vivo에서 calcimycin으로 처리한 흰쥐 수정체에서 원종양유전자의 발현과 상피세포고사

Abstract

Catract formation is chracterized chemically by a reduction in oxygen uptake and an initial increase in water content followed by dehydration. Sodium and calcium content is incresed ; potassium, ascorbic acid, and protein content is decreased . Previous studies shown that calcimycin induced cataract in organ culture. DNA fragmentation techniques were used to investigate apoptosis changes in opacification of the lens after calcimycin-treatment of the rat eye. At the time of calcimycin induced opacification of the lens, we observed the effect on changes in the expression of c-fos, c-jun and c-myc, which are proto-oncogenes and on the expression of c-fos when treated with c-fos antisense oligonucleotide. The results of the study showed that when the lens of rats were treated with calcimycin, the lens opacification was found after 6 hours of culturing, and after 12 hours of culturing, total opacification was noted. DNA fragmentation also noted after 6 hours of culturing as with opacification, and after 12 hours and 24 hours of culturing, the fragmentation was definitly noted. We could also observe that changes in the lens opacification due to calcimycin and together with apoptosis increased with time. And lens opcification together with expression of the proto-oncogenes, c-fos, c-jun and c-myc, induced with time, but the expression lasted starting 12 hours after culturing. The rapid and sustained activation of c-fos, c-jun and c-myc expression in the lens after single calcimycin treatment may represent the molecular mechanism underlying calcimycin induced cataract and initiation of apoptosis. And the suppression of c-fos with the treatment of antisense oligonucleotide of c-fos in the rat lens treated with calcimycin suggests the possibility of using antisense drugs in the treatment of lens opacification. ; 척추동물의 수정체는 투명구조물로 비혈관성이며 앞면에 단층 상피세포층을 가진 독특한 기관이고, 수정체 상피세포층은 대사 항상성유지와 수정체 투명도를 유지하는데 필요하며 정상생리상태가 다른요인으로 변화하게 되면 수정체 상피세포에 영향을 주어 결과적으로 혼탁하게 된다. 수정체 혼탁으로 인해 백내장을 일으키면 이는 실명을 유발하는 주요원인질환 중의 하나로, 산화적 스트레스, 자외선, 또는 독성물질에 의해 수정체 상피세포의 세포고사가 일어난다. 아직까지 백내장의 치료는 수술이 적용되며 약물은 그 예방에만 이용되고 있는 실정이다. 본 연구는 생후 4주된 흰쥐 수정체를 ex vivo에서 배양하여 calcimycin으로 처리하여 수정체 혼탁을 유도하였을 때 유도시간에 따른 수정체의 혼탁도를 관찰하고 수정체 혼탁과 세포고사와 관련성을 알아내기 위하여, DNA 분절화(DNA fragmentation)를 측정하여 원종양유전자인 c-fos, c-jun 및 c-myc의 발현을 관찰하였다. c-Fos antisense oligonucleotide로 처치하여 c-fos 발현에 미치는 영향을 관찰 하였다. 연구결과 흰쥐 수정체를 calcimycin으로 처리하면 수정체 혼탁이 배양 6시간 후부터 일어났으며, 12시간 후부터는 전체적으로 혼탁되었다. DNA 분절화는 혼탁도와 더불어 6시간 후부터 시작되어 12시간, 24시간에는 뚜렷한 분절화 현상을 보였다. Calcimycin에 의하여 흰쥐 수정체 혼탁도 변화와 동시에 세포고사도 시간에 따라 증가 되는 것을 관찰할 수 있었다. 그리고 수정체 혼탁과 더불어 원종양유전자인 c-fos, c-jun 및 c-myc의 발현은 시간에 따라서 유도되며, 12시간부터는 발현이 지속되었다. 한편 calcimycin으로 처리된 수정체를 c-fos의 antisense oligonucleotide로 처리하여 c-fos 발현이 억제되었다. 결론적으로 흰쥐 수정체를 calcimycin으로 처리했을 때 전사인자인 c-fos, c-jun 및 c-myc의 발현이 수정체 혼탁 초기단계에서 일어나서 정상수정체의 상피세포 분열을 방해하고 분화를 중단시키는 것이라고 생각된다. 그리고 calcimycin에 의해 유도된 수정체 혼탁에서 c-fos, c-jun 및c-myc의 발현이 빠르게 지속되는 것은 세포고사가 기초가 되는 분자적 메카니즘을 의미하는 것으로 생각된다. 또한 calcimycin 처리로 혼탁된 흰쥐 수정체를 c-fos antisense oligonucleotide 처리로 c-fos 발현이 억제되었으므로 수정체 혼탁에 이런 약물이 치료목적으로 적용될 수 있는 가능성을 시사하고 있다.