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뇌허혈 손상시 아그마틴이 기질분해효소의 발현에 미치는 영향

The Effect of Agmatine on Expression of MMP2 and MMP9 in Cerebral Ischemia

대한해부학회지 2008년 41권 1호 p.97 ~ 104
김재환 ( Kim Jae-Hwan ) - 연세대학교 의과대학 해부학교실

이용우 ( Lee Yong-Woo ) - 연세대학교 의과대학 해부학교실
김재영 ( Kim Jae-Young ) - 연세대학교 의과대학 해부학교실
이원택 ( Lee Won-Taek ) - 연세대학교 의과대학 해부학교실
박경아 ( Park Kyung-Ah ) - 연세대학교 의과대학 해부학교실
이종은 ( Lee Jong-Eun ) - 연세대학교 의과대학 해부학교실

Abstract

아그마틴은 알기닌 탈탄산효소에 의해 알기닌으로부터 생성되는 일차아민으로 포유류의 뇌에 존재함이 밝혀졌다. 최근 여러연구자에 의해 아그마틴은 일산화질소 생성효소 (NOS)의 발현과 활성을 조절해 일산화질소의 생성을 조절하는 것으로 보고되었으며, 중추신경계 손상시 신경보호작용이 있는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 대표적인 중 추신경계 손상인 뇌허혈 손상시 아그마틴이 재관류 손상시 발현되는 세포외 기질분해효소인 MMP2와 MMP9의 발현에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 뇌허혈 손상을 2시간동안 일으킨 후 재관류와 동시에 아그마틴을 100 mg/kg의 농도로 복강 내에 투여하였다. 재관류 22시간 후에 동물을 희생하여 그 결과를 확인하였다. 아그마틴은 뇌허혈-재관류 손상시 발현되는 MMP2와 MMP9의 발현을 감소시켰다. 이러한 현상은 손상핵심부위인 대뇌피질, 선조부위뿐만 아니라 손상주변부위에서도 확인할 수 있었다. 특히 혈관부위에서도 MMP2와 MMP9의 발현의 감소를 확인하였다. 아그마틴의 발현정도를 알아보기 위한 형광면역염색에서도 대뇌피질부위는 크게 차이가 나지 않지만 선조와 손상주변 부위는 아그마틴 처리군에서 아그마틴의 발현이 증가됨을 확인하였고, 역시 혈관부위에서 아그마틴이 상대적으로 강
하게 발현됨을 알 수 있었다. 아그마틴은 여러 일산화질소 생성효소 (NOS) 중에서 nNOS와 iNOS의 발현은 줄이고,eNOS의 발현은 줄이는 것으로 보고 되었으며, MMP2와 MMP9은 nNOS와 iNOS에 의해 생성되는 일산화질소에 의해 발현이 증가되는 한편 eNOS에 의해 생성되는 일산화질소에 의해서는 그 발현이 감소하는 것으로 보고되었다. 이상의 보고들을 볼 때 아그마틴은 뇌허혈 손상시 nNOS와 iNOS를 통한 일산화질소의 생성을 감소시켜 MMP2와 MMP9의 발현을 줄이며, eNOS를 통한 일산화질소의 생성
을 증가시켜 MMP2와 MMP9의 발현을 감소시키는 것으로 생각된다.

Agmatine is a primary amine formed by decarboxylation of L-arginine synthesized in the mammalian brain. Recent studies have shown that agmatine is neuroprotective in models of trauma and ischemia. The purpose of this study was to evaluate the effect of agmatine on the expression of MMP2 and MMP9, which are expressed in reperfusion injury following cerebral ischemia. Mice were subjected to 2 h middle cerebral artery occlusion and 22 h reperfusion. Agmatine (100 mg/kg) was administered intraperitoneally at the start of reperfusion. Agmatine treatment significantly reduced the immunoreactivity of MMP2 and MMP9 in the cortex, striatum, and penumbra on the ipsilateral side. The immunoreactivity of MMP2 and MMP9 was markedly lower in blood vessels of the agmatine-treated group than in the experimental control group. Immunoblot analysis showed that agmatine treatment decreased the expression of MMP2 and MMP9. After exogenous agmatine administration, the expression of agmatine was higher in the striatum and penumbra of the agmatine-treated group than in the experimental control group. The fluorescence intensity was markedly greater in blood vessels in the agmatine-treated group than in the experimental control group. These data suggest that agmatine might decrease the expression of MMP2 and MMP9 by regulating NOS activity, and thereby modulating NO synthesis.

키워드

아그마틴; 뇌 허혈-재관류 손상; 기질분해효소; 일산화질소
Agmatine; Cerebral ischemia; MMP2; MMP9; Nitric oxide
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