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목적 : 광수용세포 사멸에 의해 비가역적인 시력 상실을 초래하는 질환인 망막박리에서 아연 농도의 비항상성 및 그와 관련하여 matrix metalloproteinase (MMP)-2, 9 증가 및 소포체 스트레스의 발현 변화가 광수용세포 사멸에 미치는 효과에 대해서 알아보고자 한다.
방법 : 망막박리 동물 모델은 8주령 C57BL의 단안에 윤부 공막 터널 절개를 통하여 히알루론산 3 µl을 주입하여 형성하였다. 망막박리 형성 30분, 1일, 3일, 7일 후 광수용세포의 사멸 정도, 망막 조직 내 아연 농도의 변화, MMP-2, MMP-9 활성도를 측정하고 GRP78, p-PERK, p-eIF2α, CHOP을 통해 소포체 스트레스의 발현 정도를 평가하였다. 그리고 망막 하 약물 주입을 통해 아연 농도 및 MMP 활성을 변화시켜 이에 따른 소포체 스트레스 및 광수용세포 사멸의 변화를 확인하였다. 아연 농도 및 MMP 활성 변화에 따른 소포체 스트레스와 광수용세포 사멸을 망막일차배양체 세포 및 광수용세포주를 사용하여 in vitro에서 분석하였다.
결과 : 광수용세포 사멸은 망막박리 발생 3일 째 최대치를 보인 후 감소하였고, 망막 조직 내 아연 농도는 망막박리 발생 30분부터 감소하였으며, MMP-2, 9과 소포체 스트레스 관련한 단백질 역시 초기부터 상승을 보였다. 망막 하 공간에 CaEDTA를 주입하여 세포 외 아연 농도를 감소시키자, 광수용세포 사멸 및 소포체 스트레스 관련 단백질이 유의하게 감소하였다. 또한 망막하주사를 통해 MMP 억제제 처리 시, MMP 활성이 억제되면서 소포체 스트레스 관련 단백질 표현 및 광수용세포 사멸이 유의하게 감소하였다. 망막일차배양체 세포에서 MMP를 활성시켰을 때와 661W 세포에서 세포 내 아연 농도를 감소시켰을 때 모두 소포체 스트레스 관련 단백질이 증가하고 광수용세포사멸이 발생하는 것을 확인하였다.
결론 : 망막박리 동물 모델에서 망막 조직 내 아연이 망막 하 공간으로 이동하면서 세포 밖 아연농도 증가하고 이로 인해 MMP 활성이 증가하는 것을 확인하였으며, 이러한 MMP 활성 증가는 세포 내 아연 농도의 감소와 함께 소포체 스트레스 발현을 증가시켜 광수용세포 사멸에 기여하는 것으로 추정된다. 이는 망막박리에서 아연의 비항상성이 MMP를 활성화시키고 소포체 스트레스 관련 경로를 거쳐 광수용세포의 사멸을 초래하는데 중요한 역할을 한다는 점을 시사한다.
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