Effects of Folate Supplementation on Cerebral Nuclear Factor-kappa B (NF-κB) and Endothelial Nitric Oxide Synthase Activities in Experimental Hyperhomocysteinemia

• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 김호진(Ho Jin Kim) 김지명(Ji-Myung Kim) 장남수(Namsoo Chang) 박혜숙(Hyesook Park) 한후재(Hoo Jae Hann) 이화영(Hwayoung Lee)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제36권 제5호, 343~352쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2003.10.31

국문 초록

혈중 호모시스테인수준의 증가는 흔히 혈관내피세포의 기능이상을 초래하며, 이에는 다양한 분자적 경로가 관여할 수 있으나 내피세포로부터의 NO 생성 또는 활성도의 변화가 중요한 역할을 지니고 있다. 정상적으로 NO는 혈관 긴장도를 조절할 뿐만 아니라 혈소판의 활성 및 내피세포에 대한 중성백혈구의 부착을 억제하므로, 이의 감소는 조직 손상의 유발 및 진행을 자극한다. NF-κB(nuclear factor kappa-B)는 염증반응, 세포증식 등을 조절하는 전사인자(transcription factor)로서, 초기의 죽상경화증(atherosclerosis)의 발생에 관여하며, NO는 이의 활성도를 조절하는 역할을 지닌다. 본 연구는 고호모시스테인혈증과 이에 대한 엽산의 보충식이 공급이 뇌의 eNOS 및 NF-κB의 활성에 미치는 영향 및 이들의 조절관계를 조사하기 위하여, 흰쥐를 대상으로 2주간의 호모시스테인함유 식이공급(0.3% homocystine diet)을 통하여 실험적으로 고호모시스테인혈증을 유발한 후, 2주간 엽산보충식이(folate 8mg/kg diet) 또는 호모시스테인함유식이(0.3% homocystine diet)를 계속 공급하였다. 4주 후 각 군의 혈중 호모시스테인, 엽산 및 비타민 B12의 수준을 측정하였으며, western blot analysis를 통하여 뇌의 eNOS와 NF-κB 함량을 조사하고 뇌혈관의 eNOS활성을 면역조직화학적 방법으로 관찰하였다. 4주간의 호모시스테인함유식이 공급으로 인하여 혈중 호모시스테인수준은 약 4배 증가하였으며, 뇌의 eNOS함량 감소와 NF-κB활성의 증가가 유발되었다. 2주간의 엽산보충 식이 공급으로 혈중 호모시스테인수준은 의미있게 감소하였으며, 뇌의 eNOS 활성증가 및 이와 동반된 NF-κB 활성의 감소가 관찰되었다. 따라서 뇌의 eNOS의 활성도 변화 및 이와 동반된 NF-κB의 활성증가가 고호모시스테인혈증 유발로 인한 뇌혈관 내피세포의 기능 이상에 관여할 수 있으며, 식이를 통한 엽산 보충 투여는 이에 대한 회복효과를 유발할 수 있을 것으로 생각된다.

영문 초록

Homocysteine is a significant but modifiable risk factor for vascular diseases, including stroke. While several pathological processes may be involved, homocysteine can cause significant endothelial impairment and compromise vascular nitric oxide (NO) bioactivity. Endothelial dysfunction can be characterized not only by impaired vasoreactivity with decreased availability of NO but also abnormal inflammatory cell-endothelial interactions and increased expression of cell adhesion molecules. Nuclear factor-kappa B (NF-κB) is a transcriptional factor which plays a coordinating role in inflammation and cellular proliferation and may be involved in early atherosclerosis. Experimentally, we investigated the effects of folate supplementation on endothelial nitric oxide synthase (eNOS) activity in the hyperhomocysteinemic rat brain and related the changes of eNOS activity to the expression of NF-κB. Animals were raised on an experimental diet containing 0.3% homocystine for 4 weeks or on a 0.3% homocystine diet for 2 weeks with or without folate supplementation (8 mg/kg diet). The cerebrovascular endothelial nitric oxide synthase (eNOS) activity was investigated by the immunohistochemical method. Cerebral contents of eNOS and NF-κB were also evaluated with the western blot analysis. At 4 wks, diet- induced hyperhomocysteinemia up to 4-fold(control: 6.5±0.4 μmol/L, homocystine: 26.2±2.5 μmol/L), and a reduction in the expression of cerebral eNOS with a concomitant increase in NF-κB. Dietary folate supplementation caused a significant decrease in plasma homocysteine levels with a concomitant increase in hyperhomocysyeinemia-induced reduction of the cerebral eNOS and decrease in hyperhomocysyeinemia-induced NF-κB expression.

키워드

Homocysteine folate eNOS NF-κB Brain Diet 호모시스테인 엽산 뇌 eNOS NF-κB