아밀로이드 베타 단백질을 이용한 알츠하이머 모델에서 유도되는 신경세포 사멸에 대한 녹차 추출물의 보호 작용에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 녹차의 주요 카테킨 중 하나인 epigallocatechin-3-gallate (EGCG)가 아밀로이드 베타에 의한 신경독성과 학습능력 손상에 대해 보호 작용을 나타낼 수 있는지를 알아보고자 하였다. 아밀로이드 베타를 SK-N-SH 세포에 처리한 경우 사립체 막전위차 손상 및 cytochrome c의 세포질로의 방출과 같은 사립체 기능 손상과 caspase-3의 활성화가 유도되었다. 그러나 EGCG를 전처리한 경우, caspase-3의 활성화가 낮아지고, 사립체 막전위차의 손상이나 cytochrome c의 세포질 방출이 효과적으로 저해되었다. 또한 ICR종의 생쥐에 PBS나 EGCG (10 mg/kg)를 3일간 복강주사와 함께 아밀로이드 베타를 주입하거나 아밀로이드 베타만 단독 주입하여 14일째에 각 동물들은 수동회피능력 시험에 적용하였고, 행동실험이 끝난 후 생쥐를 희생시켰다. 이후 외형적인 관찰과 면역조직염색 실험을 실시하여 해마 부위내의 신경세포 사멸을 관찰하였다. 그 결과 아밀로이드 베타를 주입한 경우 신경세포 손상이 유발되었으며, 넓은 부위의 어포토시스가 관찰된 반면, EGCG를 함께 주사한 동물은 신경세포의 손상이 의미 있게 억제되었고, TUNEL 양성 반응의 세포들도 아밀로이드 베타 단독 주입한 동물에 비해 현저하게 감소되었을 뿐 아니라 인지기능 손상도 효과적으로 회복되었다. 이러한 결과는 EGCG가 효과적인 농도에서는 아밀로이드 베타에 의해 유도되는 신경세포 손상에 대해 효과적인 치료 방법으로 이용될 수 있음을 의미한다.

In the present study, we determined whether green tea extract, EGCG protected against β-amyloid induced neurotoxicity and learning impairment in vitro and in vivo models. Incubation of SK-N-SH cells with Aβ induced activation of caspase-3, mitochondrial dysfunction such as collapse of mitochondrial membrane potential (MMP) and release of cytosolic cytochrome c. Interestingly, pre-treatment of EGCG reduced significantly activation of caspase-3 and increase of mitochondrial damage such as the breakdown of MMP and release of cytochrome c, eventually attenuated the cell death induced by Aβ. These results show that EGCG inhibited caspase activity and blocked mitochondrial damage. For in vivo experiment, ICR mice received vehicle or vehicle plus EGCG (10 mg/kg) i.p. for 3 days. Before 2 days of treatment, 5 µL of PBS containing 8 nmol of Aβ1-42 were injected into the lateral ventricle. On the 14th day of treatment, animals were applied to passive avoidance test, and after behavial test, animals were sacrificed. Then, morphological techniques were used to determine the extent of neuronal degeneration in the hippocampus. Aβ, but not PBS, injections into hippocampus led to neuronal loss and evidence of widespread apoptosis. EGCG treated animals had significant reductions in the amount of neuronal degeneration, and TUNEL positive cells compared with Aβ alone treated animals. These data suggest that EGCG at therapeutically relevant concentrations, might protect against neuronal degeneration induced by Aβ.