Apoptosis는 다세포 생물에서의 세포의 죽음 과정 중 하나이며, 최근 활성산소종이 apoptosis를 유도한다는 것이 밝혀졌다. 활성산소종 중 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)는 세포 내 산화적 스트레스를 증가시킴으로 인해서 미토콘드리아 막전위를 감소시켜 미토콘드리아 내부의 cytochrome c 방출을 촉진시키고 caspase-9 와 caspase-3의 활성화를 일으켜 apoptosis를 유발한다. 본 연구는 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)에 대한 PSE apoptosis 억제효과를 분석하였는데, \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)를 처리한 세포에 PSE를 처리했을 때 정상군과 유사하게 타원형의 온전한 핵 모양이 나타남과 sub-G1 세포수가 감소함을 파악하였으며, 이를 통해 PSE가 Apoptosis를 방지한다고 판단하였다.
<h2>PSE의 apoptosis 억제 효과</h2><p>Apoptosis는 다세포 생물에서의 programmed cell death를 일컫는 용어로 세포의 죽음에 관련되어 능동적으로 일어나는 세포의 죽음 과정 중 하나이다. 조직이 상해를 입었거나 바이러스 등에 감염되었을 때 이들을 제거하여 생물체가 최적의 상태로 존재하기 위한 방어기작으로 조직, 개체의 분화, 발생, 생리현상 등에도 관여를 한다. Apoptosis가 일어나면 세포는 면역반응을 일으켜, 핵의 condensation 및 DNA가 일정한 크기로 조각나는 형상을 비롯하여 세포질 속 세포소기관 및 세포막 등에서의 변화가 발생하여 세포가 사멸하게 되는 것으로 알려져 있다. 최근에 퇴행성 신경질환의 유발인자 중 하나로 알려진 활성산소종이 apoptosis를 유도한다는 것이 밝혀짐에 따라 활성산소종과 apoptosis와의 관계에 대해 관심이 커지는 동시에 많은 연구가 진행되고 있다. 산화적 스트레스의 주체인 활성산소종은 세포에 산화성 손상을 일으키는 세포독성 물질로 작용할 뿐 아니라, apoptosis를 유도하는 물질로도 알려져 있다. 활성산소종 중 대표적으로 세포내에서 많이 발견되는 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)는 구리나 철과 같은 전이금속과 반응하지 않는한 상대적으로 안정되어 있고 쉽게 세포막을 통과할 수 있으므로 외부자극에 빠른 시간 내 반응하여 fenton 반응을 통하여 hydroxyl radical로 전환되어 산화적 스트레스를 증가시킴으로 인해서 미토콘드리아 막전위를 감소시켜 미토콘드리아 내부의 cytochrome c 방출을 촉진시켜 caspase-9 와 caspase-3의 활성화를 통해 apoptosis를 유발하게 된다.</p><p>\( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)로부터의 PSE의 apoptosis 억제효과를 측정하기 위하여 apoptosis의 형태학적 특징 중의 하나인 핵의 변화, 즉 세포의 수축과 응축으로 인해 일어나는 apoptotic body를 관찰하기 위해서 핵내 DNA에 특이적으로 결합하는 형광 염색체인 Hoechst 33342를 사용하여 핵을 염색하고 형광 현미경으로 관찰하였다(Fig. 3A). 그 결과 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \) 처리군의 세포핵은 condensation과 ragmentation으로 인한 apoptotic body가 핵 주변에 나타나는 전형적인 apoptosis 특징을 보이는 반면에 \(100 , 250 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 농도의 PSE를 처리했을 때 정상군과 유사하게 타원형의 온전한 핵 모양을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 동일한 조건하에서 flow cytometry를 이용하여 세포주기를 분석한 결과, Fig. 3B와 같이 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \) 단독 처리 시 \( 62.3 \% \)로 control에 비해 20배에 가까운 sub-G1기 세포가 확인된 반면에 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)와 PSE \( 100, 250 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)에서의 sub-G1기 세포는 \(29.9, 16.6 \% \)로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. Apoptosis의 중요한 특징 중의 하나인 sub-G1 세포수가 감소했다는 것은 하고초의 다양한 성분 중 하나가 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)가 유도하는 apoptosis로부터 PC12 세포의 세포사를 억제하고 있다고 사료된다.</p><p>이상의 결과로부터 하고초는 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)의 산화적 스트레스로부터 유도되는 세포독성과 apoptosis를 강력하게 억제하여 PC12 세포를 보호하고 있다는 것을 확인할 수 있었으며, 인구 고령화와 더불어 증가하고 있는 퇴행성 신경질환을 치료하거나 예방할 수 있는 치료제로써의 가능성을 제시하였다.</p>