뇌에 산소 공급이 저하되면 뇌신경세포는 \(5\)분 이내에 ATP의 \( 90 \% \)가 저하되어 세포막의 흥분, glutamate의 세포 외 유출, 활성산소생성 과잉 등이 야기되어 세포괴사와 세포자연사를 유발하게 된다. 그러나 신경세포는 무산소증에 대응하기 위해 항산화스트레스 유전자들의 발현을 증가시키고 적혈구를 생성하며 혈관신생을 촉진시킨다. 생약제인 황금(黃芩)은 꿀풀과에 속한 다년생 초본인 황금의 뿌리를 박피해 건조한 것으로 이와 관련된 뇌허혈과 관련된 실험적 연구로는 흰쥐 전뇌허혈 모델에서의 신경방어효과, 저산소증 모델에서 대뇌신경세포 자연사 치료 효과, ROS 생산저하 및 mitochondria 막전위 유지 등이 보고되고 있다.
<h1>서 론</h1> <p>일반적으로 신경세포(neuron)는 무산소에 가장 민감한 (anoxia-sensitive) 세포로서 뇌졸중(stroke)을 야기하는 허혈 - 저산소증에 의한 뇌신경세포 손상기전은 신경과학자 및 임상의에게 매우 중요한 관심사이다. 뇌로 공급되는 산소가 심각한 수준으로 저하되면 뇌신경세포는 5분 이내에 ATP 의 \( 90 \% \) 저하로 인하여, 세포막의 흥분 및 \( \mathrm{Ca}^{2+} \) 의 세포 내 유입, glutamate의 세포 외 유출, mitochondria의 막 전위(mitochondrial membrane potential) 저하 및 활성산소(reactive oxygen species, ROS) 생성 과잉 등을 야기해 세포괴사(necrosis)와 세포자연사(apoptosis)를 유발하게 된다. 그러나 신경세포는 저산소증에 대해 방어능력이 있다. 세포내 산소압의 변화에 반응할 수 있는 유전자 프로그램을 갖고 있어, 몸에 공급되는 산소가 부족하면 산화적 스트레스에 대응하기 위해 항산화스트레스 유전자들의 발현을 증가, 적혈구 생성(erythropoiesis)과 혈관신생(angiogenesis)이 촉진된다. 해당(glycolysis)과 포도당 수송(glucose transport)에 관여하는 유전자 발현을 증가시켜 포도당의 이 용 속도를 증가시켜 ATP 수위를 회복시키는 것으로 알려져 있다. 신경세포에는 다수의 산소감지자( \( \mathrm{O}_{2} \) sensor) 가 있는데 이 가운데 산소에 민감한 \( \mathrm{Na}^{+} \)이온통로와 \( \mathrm{K}^{+} \)이온 통로, Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate(NADPH) 등은 직접 \( \mathrm{O}_{2} \) 와 접촉하여 신경세포의 흥분성을 조절하게 된다. 결국 신경세포는 산소공급이 저하되면 신경세포막을 통해 이온들의 이동을 조절하고, 에너지 생산 저하에 따른 에너지 소모를 줄이며, hypoxia-inducible factor(HIF)-1과 nuclear factor kappa \(\mathrm{NF} \kappa \mathrm{B}) \) 등의 전사인자(transcription factor)를 활성화시켜 특정 유전자들의 발현을 유도한다.</p> <p>생약제 황금(黃芩)은 꿀풀科(Labiatae)에 속한 다년생 초본인 황금(Scutellaria baicalensis GEORGI)의 뿌리를 박피하여 건조한 것으로 성한(性寒), 미고(味苦), 무독(無毒)한 약물로 양심거열(凉心去熱), 사폐화(瀉肺火), 소담이기(消茨利氣)하여 장열번갈(壯熱煩渴), 습열사리(濕熱瀉娳), 한열왕래(寒熱往來), 풍열두통(風熱㖽痛)을 치료한다. 대시호탕(大柴胡湯), 황련해독탕(黃連解毒湯), 우황청심원(牛黃淸心元) 등 은 이러한 황금의 효능을 잘 나타내는 처방이다. 황금의 뇌허혈과 관련된 실험적 연구로는 주 등의 흰쥐 전뇌허혈 모델에서의 신경방어효과, 金 등의 저산소증 모델에서 대뇌신경세포 자연사 방지 및 치료 효과, 金 등의 저산소증 모델의 microarray 결과 catalase, heme oxygenase \( (\mathrm{HO}) \)등의 증가 효과, 尹 등의 저산소증 모델에서 ROS 생산저하 및 mitochondria 막전위 유지 등이 보고되고 있다.</p> <p>Retinoic acid(RA)은 세포의 생존, 분화 및 증식에 중요한 역할을 하며, RA는 유전자 전사인자인 all-trans retinoic acid(RA) receptors(RARs)에 의하여 신호전달이 이루어지고, 세 가지(RARa, \( \beta \) 및 8\( ) \) 아형이 존재한다. RARs는 reti-noid X(9-cis RA) receptors(RXRs)와 결합하여 heterodimerization을 함으로서 유전자 전사인자로 작용한다. RA는 T cell apoptosis를 강력하게 억제하며, 척수신경 세포배양에서 생존세포수를 \( 2 \sim 3 \) 배 증가시키고, 2차 및 3차 가지돌기의 수를 증가시킨다.</p>