본 연구에서는 방풍통성산, 우황청심원, 대시호탕, 열다한소탕 등의 약재 중 하나인 黃菍의 항염증, 항미생물, 해열, 강압, 신경안정 등의 약리학적 효능에 대해 탐구하였다. 뇌로 공급되는 산소가 급격히 감소하면 세포막의 탈분극으로 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) influx, \( \mathrm{Na}^{+} \) 농도구배의 소실, 세포외 glutamate 농도의 증가가 발생한다. ISH 기법을 이용하여 黃芩이 처리된 세 포에서는 RARa mRNA의 과립형태로 가지돌기에 표현하였고, 이 과립들의 수가 대조군에 비해 현저히 증가하였다. 또한, Bcl2A1을 과발현시키면 TRAIL의 주변분비성 세포사 유도 활성을 줄일 수 있음을 발견하였다.
<h1>고 찰</h1> <p>생약제 黃芩은 꿀풀과(Labiatae)에 속한 다년생 초본인 黃芩(Scutellaria baicalensis GEORGI)의 뿌리를 박피하여 건조한 것으로 〈東醫寶鑑〉[42]에서는 "성한(性寒), 미고(味苦),무독(無毒)하며 열독(熱毒), 골증(骨蒸), 한열 왕래(寒熱往來),열갈(熱渴), 황달(黃疸), 장벽설리(腸澼泄痢), 담열(痰熱), 위열(胃熱)을 다스린다"고 하였으며 사실화(瀉實火), 제습열(除濕熱), 지혈(止血)의 효능이 있어 풍열(風熱), 습열(濕熱)로 인한 상초질환(上焦疾患)에 사용된다. 또한 담연옹성(痰涎雍盛), 졸중(卒中) 등 습담(濕痰), 풍열(風熱)로 인한 중풍 급성기에 다용되는 방풍통성산(防風通聖散), 우황청심원(牛黃淸心元), 대시호탕(大柴胡湯), 열다한소탕(熱多寒少湯) 등의 중요 구성 약재이며 약리학적인 효능으로는 항염증작용,항미생물작용, 해열작용, 강압작용, 신경안정작용 등이 있다. 黃菍에 관한 실험적 연구로 李 등은 黃菍이 면역기능, 미생물 증식 및 세균변이에 미치는 영향을 보고하였다. 특히 李등은 흰쥐의 전뇌허혈 모델에서 黃芩의 신경방 어효과를 보고하였으며, 金 등은 黃芩이 정상산소 환경에서 세포사망 보호효과, 저산소증 모델에서 apoptosis 기전 중 Bcl-2의 발현 증가, caspase-3의 activity 감소에 유효하게 작용하여 뇌졸중 발병 후 발생되는 대뇌신경 세포사에 예방 효과가 있는 것으로 보고하였다.</p> <p>뇌졸중은 허혈 저산소증에 의한 신경세포사망으로 야기된다. 산소분자는 세포 생존에 필수적 요소로 mitochondria의 에너지 생산과정인 산화적 인산화(oxidative phosphor-ylation)에서 전자수용체로 작용한다. 신경세포는 산소결핍에 가장 민감한 세포로 여겨져 왔다. 뇌로 공급되는 산소가 심각한 수준으로 떨어지면 에너지 고갈이 일어나 세포막의 탈분극이 일어나고 이로써 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) influx, \( \mathrm{Na}^{+} \)농도구배의 소실, 세포외 glutamate 농도의 증가가 야기된다. 이런 손상에 따른 신경세포의 사망은 팽창과 용해에 의해 즉시 일어나는 과정(necrosis)과, 수 일을 두고 천천히 일어나는 programmed cell death 과정(apoptosis)으로 구분된다.</p> <p>IC는 항원항체반응의 원리를 이용하여 특정 물질의 세포내 소재를 검색하는 기법으로, 형광항체법(immunofluorescence)은 특이성이 높고 감도가 예민하므로 의학이나 생물학분야에 광범위하게 응용되어 왔다. 한편 PCR 기법과 함께 분자생물학기법 중의 하나인 ISH 기법은 세포나 조직에 존재하는 특정한 핵산부위를 검출해 낼 수 있는 첨단기법이다. 이는 probe(탐침자)를 이용하여 조직과 세포 내의 특정 mRNA 발현을 조직의 변형없이 관찰할 수 있는 검사방법으로, 염색체나 배양된 세포, 냉동조직 절편이나 파라핀 절편 등을 모두 이용할 수 있다.</p> <p>본 연구에서는 배양한 흰쥐 대뇌신경세포의 저산소증 모델에서 IC기법과 ISH 기법으로 RARa의 발현을 관찰하여 黃芩이 세포사 억제에 관여하는 단백질 및 유전자 발현에 미치는 영향을 조사하였다. 黃芩 \( (20 \mathrm{ug} / \mathrm{ml}) \) 을 처리한 세포는 RARa mRNA를 과립형태로 가지돌기에 표현하며, 정상산소환경 및 저산소증에서 가지돌기에 형성된 과립들의 수가 대조군에 비하여 현저히 증가하였다. 이러한 mRNA의 증가는 단백질 수준에서도 그대로 대변되어 IC 기법으로 조사한 결과 RARa 단백질이 세포체 및 가지돌기에 시험군에서 상당히 발현이 증가됨을 확인되었다.</p> <p>Retinoic acid(RA)는 세포의 생존, 분화 및 증식에 중요한 역할을 하며, 유전자 전사인자인 all-trans retinoic acid(RA) receptors(RARs)에 의하여 신호전달이 이루어지고, 세 가지 (RARa, \( \beta \) 및 8 ) 아형이 존재한다. RARs는 retinoid \( X \) (9-cis RA) receptors(RXRs)와 결합하여 heterodimerization을 함으로서 유전자 전사인자로 작용한다. RA는 T cell apoptosis를 강력하게 억제하며, 척수신경세포배양에서 생존세포수를 2 3배 증가시키고, 2차 및 3차 가지돌기의 수를 증가시킨다. 그러나 blastocyst 연구에서는 RA에 의하여 apoptosis가 일어남이 보고되었다. 이러한 상 반된 RA의 기능에 대하여는 그 기전이 잘 알려지지 않고 있다. 최근 Yin 등의 보고는 RA가 세포의 종류와 특정 상태에 따라 어떤 관련 단백질을 유도하느냐에 따라 그 기능이 상반된 결과를 초래할 수 있음을 보여준다. RA는 human acute promyelocytic leukemia(APL) 환자의 blast 및 NB4 APL model에서 TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)을 유도하여 세포사를 초래한다. 그러나 Bcl2A1 를 외적(ectopic)발현시키거나 RA로 유도하면, TRAIL에 의 하여 시작된 apoptosis로부터 PLB985 세포를 보호한다. Bcl2A1은 다양한 종류의 세포와 인자에 의해 유도되는 apoptosis를 억제하는 것으로 알려져 있다. 흥미롭게도 Bcl2A1를 과발현시키면 TRAIL의 주변분비성 세포사 유도 활성(paracrine death-inducing activity)을 줄인다. 결과적으 로 Bcl2A1의 발현은 TRAIL의 효능을 억제함으로서 세포의 생명을 연장(apoptosis 억제)시킨다. 아마도 TRAIL-initiated Bid-mediated mitochondrial death signaling과 Bcl2A1 anti-apoptotic action의 정도의 차이가 세포의 생사를 결정하는 것으로 해석된다.</p> <p>현재로서는 황금에 의한 RARa의 발현증가가 저산소증에서 신경세포에 어떠한 영향을 미치는지는 알 수 없다. 그러나 황금에 의한 횐쥐 전뇌허혈 모델에서의 신경방어효과, 저산소증 모델에서 대뇌신경세포 자연사 방지 및 치료 효과, 저산소증 모델에서 ROS 생산 저하 및 mitochondria 막전위 유지 등의 효능으로 볼 때 RARa의 표현이 세포사를 방지하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.</p>