지구성 운동과 MitoQ 섭취가 MPTP로 유도된 파킨슨 질환 생쥐의 병리학적 특징에 미치는 영향

• 영문명: The effect of endurance exercise and MitoQ intake on pathological characteristics in MPTP-induced animal model of Parkinson’s disease
• 발행기관: 한국응용과학기술학회 (구.한국유화학회)
• 저자명: 김동철(Dong-Cheol Kim) 엄현섭(Hyun Seob Um) 오은택(Eun-Tak Oh) 조준용(Joon-Yong Cho) 장용철(Yongchul Jang)
• 간행물 정보: 『한국응용과학기술학회지』한국응용과학기술학회지 제37권 제4호, 744~754쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 공학 > 화학공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2020.08.31

국문 초록

본 연구는 파킨슨 질환(Parkinson’s disease) 마우스 모델을 대상으로 지구성 운동과 MitoQ 섭취가 뇌의 흑질의 미토콘드리아 기능에 미치는 영향을 확인하는데 목적이 있다. 파킨슨 질환을 유도하기 위해 C57BL/6 수컷 마우스를 대상으로 복강 내 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6 tetrahydropyridine (MPTP) 25mg/kg과 흡수를 돕기 위한 probenecid 250mg/kg을 이용하여 주 2회 5주간 총 10회 투여하였다. 실험 집단은 생리식염수를 투여하는 집단(Normal Conrol (NC), n=10), MPTP 투여집단(MPTP Control (MC), n=10), MPTP 투여 + MitoQ 투여집단(MPTP + MitoQ (MQ), n=10), MPTP 투여 + 운동집단 (MPTP + Exercise (ME), n=10), MPTP 투여 + MitoQ 투여 + 운동집단(MPTP + MitoQ + Exercise (MQE), n=10) 총 5 집단으로 구성하였으며, 운동집단은 지구성 운동을 실시하였고 MitoQ집단은 점진적 으로 250μmol로 늘리면서 5주간 섭취하였다. 연구결과 Rotarod-test에서 MC 집단에 비해 처치 집단은 운동 기능 저하의 개선을 보였다. 또한 MC 집단에 비해 처치 집단은 tyrosine hydroxylase의 수준의 증가와 알파시누클린(α-synuclein) 단백질 축적을 감소시켰다. 그리고 미토콘드리아 생합성에 주요조절 인자인 PGC-1α와 항산화 효소인 Catalase 발현이 MC 집단에 비해 처치 집단에서 증가해 미토콘드리아 기능 을 개선했으며, 세포사멸 조절인자인 Bcl-2의 증가와 Bax의 감소를 통해 세포사멸을 완화했다. 따라서 5주 간의 지구성 운동과 MitoQ 섭취는 파킨슨 질환에서 나타나는 병리학적 특징을 완화하고 운동기능을 향상 시키는데 효과적인 것으로 나타났다.

영문 초록

We investigated the whether endurance exercise and MitoQ intake mediated neuroprotection are associated with mitochondrial function in 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6 tetrahydropyridine(MPTP) -induced mice model of Parkinson’s disease. C57BL/6 male mice were randomly assigned to five groups: Normal Conrol(NC, n=10), MPTP Control(MC, n=10), MPTP + MitoQ(MQ, n=10), MPTP + Exercise(ME, n=10) and MPTP + MitoQ + Exercise(MQE, n=10). Exercise intervention groups performed the treadmill exercise for 5days/week for 5 weeks with gradual increase of intensity. MitoQ intake groups consumed the MitoQ at a concentration of 250μmol by dissolving with water during experiment period. Our data demonstrated that ME and MQE group restored MPTP-induced motor dysfunction. In addition, treatment groups(MQ, ME and MQE) increased tyrosine hydroxylase levels, and suppressed the accumulation of α-synuclein levels. Futhermore, treatment groups modulated the mitochondrial function such as upregulated mitochondrial biogenesis, increased antioxidant enzyme, enhanced a anti-apoptotic protein(e.g., BCL2), and reduced a pro-apoptotic protein(e.g., BAX). Taken together, these results suggested that endurance exercise and MitoQ intake-mediated increase in mitochondrial function contributes to improvement of aggravated dopaminergic neuronal, resulting in attenuation of motor function of Parkinson’s disease.

목차

1. 서 론

2. 실 험

3. 결과 및 고찰

4. 결 론

References

키워드

파킨슨 질환 지구성 운동 마이토큐 알파시누클린 미토콘드리아 Parkinson’s disease endurance exercise MitoQ α-synuclein mitochondria