멜라토닌은 주기적인 농도 변화로 생물학적 리듬을 조절하는데, 이 항산화적이고 항염증성 기능이 심혈관계 기능과 연관될 수 있음을 시사한다. 멜라토닌의 항산화 기능이 동맥경화반 형성에 큰 영향을 미칠 가능성이 높다. 본 연구에서는 혈관내피세포의 성장, 세포사멸, 상처 치유, 혈관 형성과 관련된 세포기능을 중심으로 조사하여, 멜라토닌이 죽상동맥경화와 관련된 혈관내피세포와 단핵구간의 부착, 혈구세포의 응집 등에 영향을 미치는 것을 확인하였다.
<h1>서론</h1> <p>Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine)은 송과선 (pineal gland)의 송과선세포(pinealocyte)에서 분비되는 호르몬으로 tryptophan 5 -hydroxylase, serotonin N-acetyl-transferase와 같은 효소가 관여하는 일련의 대사 과정을 통해 L-tryptophan으로부터 합성된다. Melatonin의 합성은 빛에 의해 저해되기 때문에 밤낮을 주기로 혈중 melatonin의 농도가 변하는 것으로 알려져 있다[16]. 혈중 melatonin의 농도가 상승하면, 체온은 떨어지며 수면을 유도하게 되는데, 이와 같이 melatonin은 주기적 농도 변화를 통하여 생물학적인 리듬을 조절하는 것으로 잘 알려져 있다.</p> <p>Melatonin은 강력한 항산화 기능을 갖고 있다. Melatonin은 reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen species (RNS), organic radicals와 반응함으로써 세포 내의 자유라디칼을 제거한다. Melatonin이 자유라디칼과 직접 반응하여 일으키는 항산화 기능은 수용체를 통하지 않고 일어나는 것으로 알려져 있다. 자유라디칼에 의해 산화된 melatonin은 매우 안정하기 때문에 melatonin을 자살항산화제(suicidal antioxidant)라고도 칭한다. 한편 melatonin은 세포막에 위치하는 수용체 기능에 영향을 주어 항산화 기능을 유도하기도 한다. 이 경우 melatonin은 항산화효소의 활성을 증진시키거나, 산화촉진효소의 활성을 감소시킴으로써 효과적인 항산화 기능을 수행한다. Melatonin은 비극성인 친지질성 분자이기 때문에 세포막뿐만 아니라 세포 내 소기관의 막도 쉽게 통과할 수 있어 세포막에 존재하는 수용체에 작용하거나 세포 내의 다양한 장소에 위치하는 라디칼에도 직접 작용하기도 한다. Melatonin의 또 다른 역할은 다양한 사이토카인의 생성을 촉진시킴으로써 면역반응에 영향을 미치는 것으로 보고되었다.</p> <p>이러한 melatonin의 알려진 항산화적, 항염증성 기능들은 심혈관계 기능과 밀접하게 연관될 가능성이 있다. 심혈관계의 대표적인 질환은 동맥경화이다. 동맥경화는 혈관에서 진행되는 만성 염증질환으로, 염증반응이 시작되는 부위에서 화학주성 사이토카인들이 분비되어, 이를 통해 혈구세포가 내피층에 부착한 뒤, 내피층 안으로 이동하게 된다. 혈관 내막 안으로 들어간 혈구세포가 축적된 콜레스테롤 등을 흡수하여 포말세포로 변환되면 동맥경화반이 형성된다. 혈구세포가 포말세포로 전환될 때, low-density lipoprotein (LDL)의 산화로 생성되는 oxidized LDL이 커다랗게 공헌한다. 따라서 melatonin의 알려진 항산화 기능은 동맥경화반의 형성에 영향을 미칠 가능성이 매우 크다.</p> <p>이와 같은 가능성에 근거하여, 본 연구자들은 melatonin이 혈관내피세포의 동맥경화 발생에 어떤 역할을 하는지 조사하였다. 본 연구에서 수행한 혈관내피세포의 세포기능들은 혈관내피세포의 성장과 세포사멸, 혈관의 상처를 치유하고 혈관 형성에 중요한 과정인 혈관내피세포의 이동, 죽상동맥경화의 발달의 과정 중 하나인 혈관내피세포와 단핵구간의 부착, 혈관 상처 치유에 중요한 과정인 혈구세포의 응집 등이다.</p> <p>동맥경화 이외의 또 다른 중요한 혈관의 병리학적 현상중의 하나는 혈관에 부착되어 있는 혈관내피세포의 탈착이다. 혈관내피세포가 세포 외 기질에서 탈착되면, 혈관의 내피하층이 내강으로 노출되어, 내피 하부조직의 콜라겐, 기저막 등이 혈액에 노출되어 혈전형성이 유도될 수 있다. 혈관내피세포의 탈착을 야기하는 요인 중 하나는 산화질소 생산의 감소이다. 따라서 일차적으로 본 논문에서는 산화질소의 생산이 melatonin에 의해 어떻게 조절되는지 규명하였다. 또한 melatonin이 병리적 기능 중의 하나인 혈관내피세포 탈착에 어떤 영향을 미치는지 관찰하여, melatonin이 혈관의 병리적 기능에 미치는 영향 및 역할을 본 논문을 통하여 보고한다.</p>