당뇨유발 흰쥐의 망막 세포사멸에 대한 운동의 억제효과 - Bcl-2를 통한 caspase-dependent pathway를 중심으로 -

국문 초록 (Abstract)

당뇨병에 의해 야기되는 눈의 합병증은 백내장, 녹내장, 증식성 망막증, 황반증과 망막세포 소실이 포함된다. 당뇨에 의한 합병증은 비정상적인 색각, 시력 감소, 나아가 시력상실을 유발 시킨다. 당뇨로 인한 고혈당에 노출된 망막의 신경세포는 세포사멸을 유발시켜, 당뇨성 망막증을 초래하게 된다. 망막 신경세포의 사멸(apoptosis)과 소실은 당뇨병 초기에 발생하며 당뇨성 망막증을 포함한 당뇨병의 여러 합병증을 야기하는 기전이다. 일반적으로 당뇨병 환자에게 운동은 추천되어 지지만, 당뇨성 망막증에는 어떠한 효과가 있는지는 아직까지 밝혀져 있지 않다. 따라서 본 연구는 당뇨를 유발한 흰쥐에서 규칙적인 운동이 망막 신경세포의 사멸에 억제 효과가 있는지를 실험 하였다. 본 연구에서 Sprague-Dawley계 흰쥐 120마리를 그룹은 각 1주차, 6주차, 12주차 그룹으로 40마리씩 배정한 후 집단을 대조군, 운동군, 당뇨군, 당뇨운동군으로 분류하여 각 군당 10마리씩 배정하였다. 당뇨는 streptozotocin을 복강에 주사하여 유발하였다. 운동군은 분당 8 m의 속도로 하루 30분씩 주 5회, 각 1, 6, 12주 동안 트레드밀 운동을 실시하였다. 본 연구의 결과, 6주차, 12주차 에서 당뇨 유발 흰쥐의 망막에서 세포사멸 인자인 terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling (TUNEL)-양성 세포수, caspase-3 양성 세포수, cytochrome c 그리고 Bax의 발현이 증가되었으며, 항 세포사멸 인자인 Bcl-2의 발현은 감소되었다. 규칙적인 운동은 TUNEL-양성 세포수, caspase-3 양성세포수, cytochrome c 그리고 Bax의 발현을 감소시켰으며, Bcl-2의 발현은 증가시켰다. 본 실험의 결과, 당뇨에 의한 망막의 세포사멸 증가에 규칙적인 운동이 억제 작용을 나타내었으며, 따라서 규칙적인 운동은 당뇨 환자들에서 망막 합병증을 경감시키는데 효과적인 치료 방안이 될 수 있을 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the present study, we investigated the effect of regular exercise on apoptotic neuronal cell death in the retinas of streptozotocin-induced diabetic rats. One hundred-twelve male Sprague-Dawley rats were used for this study. The animals were divided into 1 week group, 6 weeks group, and 12 weeks group (n=40 in each group). And then, animals of all groups were divided into four groups (n = 10 in each group): (1) control group, (2) exercise group, (3) diabetes-induced group, (4) diabetes-induced and exercise group. Diabetes mellitus(DM) was induced by intraperitoneal injection of streptozotocin. The rats in the exercise groups were forced to run on the treadmill for 30 minutes once a day, five times per a week, during 1, 6, and 12 weeks. In this study, a terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling(TUNEL) assay, immunihistochemistry for caspase-3 and western blot for the expressions of cytochrome c, Bax and Bcl-2 in the retinas were conducted for the detection of apoptotic retinal cell death. The present results showed that the number of TUNEL-positive cells and caspase-3-positive cells were increased in the retinas of the diabetic rats in 6 week and 12 weeks, whereas regular exercise suppressed this number. The expressions of pro-apoptotic factors Bax