Mitochondria 이상이 Pancreatic β 세포의 기능에 미치는 영향

초록

목적 : Mitochondria dysfunction에 의한 당뇨병의 병인기전 연구를 pancreatic β-cell을 이용하여 증명하고자 하였다. 즉 Mitochondria dysfunction에 의한 pancreatic β cell의 기능이상을 β cell 의 apoptosis에 초점을 맞추어 β cell의 insulin 분비와 apoptosis를 측정하고 glucose metabolism에 중요한 역할을 하는 glucokinase의 변화등 규명하였다. 방법 : 정상적인 glucose 자극에 의한 pancreatic β-cell의 기능과 glucose metabolism에 관련된 물질들의 변화등을 측정하여 mitochondria dysfunction을 pancreatic β-cell에서 유도했을 때 β cell의 기능 및 glucose 대사 물질 등의 변화를 비교분석하였다. 또한 mitochondria dysfunction에 의해 유도되는 pancreatic β-cell의 apoptosis를 측정하고 apoptosis에 관련되는 기작을 상기의 변화등을 통해 분석하였다, 즉 glucose metabolism에 관련 유전자들의 발현변화, 특히 glucokinase(GCK)의 발현 및 mitochondrial translocation/binding 등을 측정하고 또한 Bax의 mitochondrial translocation/ binding을 측정함으로써 mitochondria dysfunction어j 의한 β-cell의 apoptosis기작을 연구하였다. 결과 : Mitochondria dysfunction에 의해 pancreatic β cell의 glucose 대사에 중요 효소인 GCK의 발현이 급격히 감소하였으며 이는 GCK의 mitochondria outermembrane으로의 이동이 저하와 GCK-VDAC의 interaction의 감소를 유발하였다. GCK-VDAC의 interaction이 감소함으로써 Bax-VDAC interaction이 증가하여 pancreatic β세포의 apoptosis는 증가하였다. mitochondria dysfunction에 의한 pancreatic 세포의 apoptosis의 증가는insulin 분비 저하를 유발하였으며, 이러한 현상은 항산화제에 의해 저해됨으로써, mitochondria dysfunction에 의한 ROS의 증가가 GCK 발현을 저해시키며 이로 인한 mitochondria와의 결합이 감소함으로써 apoptosis가 일어남을 알 수 있었다. 결론 : Mitochondria dysfunction이 insulinoma cell인 MIN6N8 cell에 유발되면 insulin content가 감소되며, 세포의 apoptosis가 진행됨을 알 수 있었으며 glucose 대사의 중요 효소인 GCK와 mitochondria에서 생성되는 ROS가 관여함 알 수 있었다. 이상의 연구결과는 mitochondria dysfunction이 pancreatic 당뇨발병을 유도하는 그 생물학적 기전을 밝혀 매우 의미 있는 결과라 할 수 있다.

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