ALDH2 활성이 저하된 사람이 과도한 양의 알코올을 섭취할 경우, ALDH2 활성이 높은 사람에 비해 식도암, 구강암, 대장암, 폐암 등의 발생율이 높은 것으로 밝혀졌다. 그 원인으로 유력한 가설 중 하나는 ALDH2 효소의 활성에 따라 체내에서의 에탄올 대사과정이 변화되고 이로 인해 산화적 스트레스의 발생정도가 서로 다를 가능성이 제기되고 있지만, 간을 비롯한 다양한 장기에서 손상을 유발하므로 각 장기에서의 산화적 스트레스를 모두 평가하여 비교해 보는 것이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 각 장기에서의 산화적 유전자 손상정도를 평가하고 ALDH2 효소활성과의 관련성을 파악하기 위하여 ALDH2 knockout 마우스를 이용하여 에탄올을 투여, nuclease P1 (Sigma)과 alkaline phosphatase (Sigma)를 첨가하여 각각 \( 37 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 1시간씩 반응하였다.
<h1>서 론</h1> <p>체내에 유입된 에탄올은 알코올 탈수소효소(alcohol de-hydrogenase, ADH)에 의해 아세트알데히드로 대사된 후 다시 알데히드탈수소효소 2(aldehyde dehydrogenase 2, ALDH2)에 의해 아세트산으로 대사되어 배출된다. 에탄올의 대사과정 중에는 다량의 free radical이 생성되어 체내에서 산화적 스트레스를 유발하는 것으로 알려져 있고, 알코올의 급성 투여가 활성산소의 생성을 증가시킨다는 보고도 있다.</p> <p>한국인을 포함한 아시아 인종의 약 \( 50 \% \)는 ALDH2 gene의 점돌연변이(point mutation)로 인해 ALDH2 활성이 저하된 유전자형을 지니고 있다. 최근의 보고에 의하면, ALDH2 활성이 저하된 사람이 과도한 양의 알코올을 섭취할 경우는 연령이나 음주량, 흡연량 등으로 보정을 한 상태에서 ALDH2 활성이 높은 사람에 비해 식도암(12.5배)이나 구강암(11.1배), 대장암(3.4배), 폐암(8.2배) 등의 발생율이 유의하게 높은 것으로 밝혀젔다. 아직까지 그 정확한 이유는 밝혀지지 않았으나 유력한 가설 중 하나는 ALDH2 효소의 활성에 따라 체내에서의 에탄올 대사과정이 변화되고 이로 인해 산화적 스트레스의 발생정도가 서로 다를 가능성이다. 본 연구진은 선행연구를 통하여 에탄올 투여에 의한 산화적 유전자 손상정도가 ALDH2 효소의 활성이 결핍된 경우에 더욱 심각하다는 연구 결과를 보고한 바 있다. 그러나 에탄올에 의해 발생하는 산화적 스트레스가 간을 비롯한 다양한 장기에서 손상을 유발하므로 이들 각 장기에서의 산화적 스트레스를 모두 평가하여 비교해 보는 것이 필요하다.</p> <p>본 연구에서는 ALDH2 knockout 마우스를 이용하여 에탄올을 경구 투여한 후 간조직 및 뇌조직, 그리고 폐조직에서의 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) 농도를 측정하여 각 장기에서의 산화적 유전자 손상정도를 평가하고 ALDH2 효소활성과의 관련성을 파악해 보고자 하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>실험 동물</h2> <p>Aldh2 \((-/-) \) 마우스(Kitagawa et al., 2000)를 일본의 Kawamoto 교수로부터 분양받아 배양하면서 실험에 사용하였다. 12주령의 수컷 Aldh2 \(( + / + ) \) 및 Aldh2 \((-/-) \) (C57BL/6J strains)를 plastic mouse cages에서 12시간(07:00~19:00)은 밝게, 나머지 12시간(19:00~07:00)은 어두운 상태로 유지시켰으며 배양실의 온도는 \( 23 \sim 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \)를 유지하였다. 동물실험과 관련된 모든 조작은 'Guide for the Care and Use of Laboratory Animals prepared by the National Academy of Sciences and published by the National Institutes of Health'의 규정에 따라 시행하였다.</p> <h2>Aldh2 genotyping 및 ethanol 투여</h2> <p>마우스 꼬리부분에서 genomic DNA를 추출하여 PCR 방법으로 Aldh2 genotype을 결정하였다. 각 군에 7마리씩의 마우스를 배정하여 알코올 투여군에는 \( 40 \% \) ethanol \( (2 \mathrm { ~g } / \mathrm { kg } / \mathrm { day } ) \)을 7일간 매일 1회 경구 투여하였으며 대조군에는 동량의 생리식염수를 경구 투여하였다.</p> <h2>조직에서의 8-OHdG 농도의 측정</h2> <p>DNA Extractor WB kit (Wako, Osaka, Japan)를 이용하여 마우스의 각 조직으로부터 DNA를 추출하였다. 추출한 DNA \( 15 ~ \mu \mathrm { g } \)을 nuclease P1 (Sigma)과 alkaline phosphatase (Sigma)를 첨가하여 각각 \( 37 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 1시간씩 반응하였다. 소화된 DNA는 시판되는 ELISA kit (8-OHdG Check, Japan Institute for the Control of Aging, Japan)를 사용하여 분석하였다. 측정은 제조사의 설명서에 따라 시행하였다.</p> <h2>통계 분석</h2> <p>통계분석은 윈도우용 SPSS (Version 12.0)를 사용하였다. 양 군 간의 8-OHdG 농도의 평균은 Mann Whitney U test를 이용하여 분석하였다. 에탄올 투여와 유전적 차이를 동시에 고려한 상태에서 측정치들의 평균값을 비교하기 위하여 two-way ANOVA를 시행하였다. \( \mathrm { p } - \)값이 0.05 이하인 경우를 유의한 것으로 판정하였다.</p>