Mechanisms of Tributyltin-induced Leyding Cell Apoptosis = 유기주석화합물이 웅성생식세포주에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 환경 호르몬으로 분류된 67종 중의 하나인, 선저 도료나 어망, 어구 및 방오페인트 재료로 사용되어지고 유기주석화합물(tributyltin)을 사용하여 설치류의 웅성생식세포에서 세포자연사를 일으키는 작용기작을 조사하였다. 먼저 흰쥐의 레이딕 세포주인 R2C에 유기주석화학물을 농도별 (1~500nM)로 처리한 후 DNA fragment현상을 전기영동법을 통하여 조사하였다. 그 결과 유기주석화합물을 처리한 군들에서 대조군에 비하여 세포자연사현상이 농도 의존적으로 증가하였다. 유기주석화합물이 세포 내 칼슘이온(Ca^(2+)) 및 유해 산소종(reactive oxygen species)에 미치는 영향을 조사해본 결과 유기주석화합물 처리시 세포 내 칼슘이온 및 유해 산소종이 시간에 의존적으로 크게 증가하였다. 또한 칼슘 킬레이터인 BAPTA를 전 처리한 경우 유기주석화합물에 의해 유도된 칼슘이온 및 유해 산소종이 대조군에 비해 유의성 있게 감소하였다. 이러한 세포자연사 과정이 미토콘드리아의 cytochrome c 방출에 의한 과정인지를 확인하기 위해 세포질 내 cytochrome c 양을 western blot법을 사용하여 확인해 본 결과 유기주석화합물 처리 시간 및 농도에 따라 증가하며, 이 또한 BAPTA를 전처리 한 경우 대조군에 비하여 유의성 있게 감소하였다. 또한 유기주석화합물이 세포자연사 유발 시 caspase-3 효소 활성과의 관계를 확인하기 위해 ELISA법을 사용하여 확인해 본 결과 유기주석화합물 처리 농도에 의존적으로 증가하였으며, caspase-3 효소 억제자로 잘 알려진 Z-DEVD FMK을 전 처리한 경우 유기주석화합물을 처리한 군에 비해 세포자연사율이 크게 감소하였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때 유기주석화합물은 세포 내 칼슘이온의 증가를 일으키고, 그로 인하여 세포질 내 유해산소종 및 cytochrome c의 양이 증가함으로써 세포자연사 다음 단계인 caspase 효소 활성의 증가를 통하여 흰쥐의 레이딕 세포주인 R2C의 세포자연사를 일으킬 것이라 추론할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Tributyltin(TBT) used world-wide in antifouling paints for ships is a widespread environmental pollutant and cause reproductive organs atrophy in rodents. At low doses, antiproliferative modes of action have been shown to be involved, whereas at higher doses apoptosis seems to be the mechanism of toxicity in reproductive organs by TBT. In this study, we investigated that the mechanisms underlying DNA fragmentation induced by TBT in the rat leydig cell line, R2C cells by fluorescence detector. TBT significantly induced intracellular Ca^2+ level in a time-de-pendent manner. The rise in intracellular Ca^2+ level was followed by a time=dependent generation of reactive oxygen species (ROS) at the cytosol level. Simultaneously, TBT induced the release of cytochrome c from the mitochondrial membrane into the cytosol. Furthermore, ROS production and the release of cytochrome c were reduced by BAPTA, an intracellular Ca^2+ chelator, indicating the important role of Ca^2+ in R2C during these early intracellular events. In addition, Z-DEVD FMK, a caspase-3 inhibitor, decreased apoptosis by TBT. Taken together, the present results indicated that the apoptotic pathway by TBT might start with an increase in intracellular Ca^2+ level, continues with release of ROS and cytochrome c from mitochondria, activation of caspases, and finally results in DNA fragmentation.