당뇨병 번역(한국어 원본)mitochondria-dysfunction에 의해 insulin signaling이 손상된다고 알려져 있다. Insulin signaling은 insulin이 insulin receptor에 binding하게 되면 akt가 인산화 되면서 activation된다. Phosphor-akt는 cell의 metabolism과 survival에 중요한 역할을 한다. 만약 Akt가 inactivation되면 oxidative mediator로 작동하거나 neuronal death를 일으킨다고 알려져 있다.
우리는 microarray를 사용하여 신경세포에 ER-stress 또는 mitochondria-stress를 유도하였을 때 변화하는 유전자 발현변화를 분석하였다. 또한 우리는 ER-stress가 mitochondria에 영향을 미치는지 반대로 mitochondria-stress가 ER에 영향을 미치는지 알아보았다. 또한 ER-stress 또는 mitochondria-stress가 insulin-signaling pathway를 impairment한다는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 우리는 ER-stress가 mitochondria-dysfunction을 통해 insulin-signaling을 impairment한다는 것을 증명하였다.
먼저, ER-stressor 인 TG, TU 그리고 mitochondria-stressor인 TZ를 각각 세포에 24h 동안 농도 별로 처리한 다음 MTT assay를 통해 cell viability를 측정하였다. 그 결과 TG, TU 또는 TZ에 의해 dose-dependent하게 cell death가 유도되었다. 또한 Calcein assay를 통해서도 TG, TU 또는 TZ에 의해 cell death가 유도되는 것을 확인하였다. 그렇다면 TG, TU 또는 TZ에 의한 cell death가 apoptosis를 통해 유도되었는지 알아보기 위하여 DNA fragmentation assay와 apoptotic cell death assay를 진행하였다. Figure 1에서 보는 봐와 같이 TG, TU 또는 TZ를 처리한 cell에서 control cell보다 DNA fragmentation이 증가하였고 apoptotic cell도 약 2배정도 증가하였다. 이러한 결과는 ER-stress 와 mitochondria-stress은 apoptosis를 통해 cell death를 유도한다는 것을 가리킨다.
세포에 ER-stress가 또는 mitochondria-stress가 유도되었을 때 mitochondria-function에 영향을 주는지 실험해 보았다. 세포에 TG, TU 또는 TZ를 각각 처리한 다음 luciferin-luciferase assay를 통해 cellular ATP contents를 측정하였다. 그 결과 TG, TU 또는 TZ를 처리한 세포에서 ATP contents가 control cell과 비교하여 약 30%~45%정도 감소하였다. 또한 TMRE를 사용해 측정한 mitochondria-membrane의 potential도 약 20~30%정도 감소하였다. 이와 반대로 oxidative stress marker인 ROS production과 protein carbonylation은 모두 증가하였다. TG, TU 또는 TZ가 cellular and mitochondrial respiration level에 영향을 주는지 알아보기 위해 oxygen consumption을 측정하였다. Figure를 보면, control cell보다 TG, TU 또는 TZ를 처리한 세포에서 coupled/FCCP-uncoupled oxygen consumption rate가 감소하였다. 또한 TG, TU 또는 TZ를 처리한 세포에서 substate를 넣기(addition) 전의 basal respiration rate, substrate를 넣었을 때의 respiration rate과 ADP를 넣은 후의 respiration rate이 모두 control cell보다 감소하였다. 이러한 결과들은 ER-stress를 유도하는 TG와 TU는 mitochondria-stress를 유도하는 TZ와 유사하게 mitochondria-dysfunction을 유도시킨다는 것을 의미한다 |
당뇨병 번역(영어 번역본)It is known that insulin signaling gets damaged by mitochondria-dysfunction. Insulin signaling gets activated when insulin is bound on the insulin receptor which causes the akt to phosphorylate. Phosphor-akt plays an important part in the survival of cells and their metabolism. It is also known that if Akt gets inactivated, it acts as an oxidative mediator or causes the neuronal death.
We analyzed the changes in gene expression when ER-stress or mitochondria-stress is applied on the neuronal cells by using the microarray. In addition, studied about whether ER-stress affects the mitochondria or whether mitochondria-stress has any effects on the ER. It was also apparent that ER-stress or mitochondria-stress impairs the insulin-signaling pathway. In conclusion, we proved that ER-stress impairs the insulin-signaling through mitochondria-dysfunction.
Firstly the TG, TU (ER-stressors) and TZ (mitochondria-stressor) were applied on each cell for 24 hours by each concentration, and the subsequent cell visibility was measured by MTT assay. The result showed that the cell death was caused in dose-dependent manner through TG, TU or TZ. Also it was verified that cell death is caused by TG, TU or TZ through Calcein assay. So in order to find out whether cell death by TG, TU or TZ, can also be induced by apoptosis, DNA fragmentation assay and apoptotic cell death assay were performed. As can be seen on the figure 1, DNA fragmentation increased on the cells that were treated with TG, TU or TZ more than the control cell. Even in the apoptotic cell, it was increased approximately by twice. Such result indicates that ER-stress and mitochondria-stress cause cell death through apoptosis.
Whether inducing ER-stress or mitochondria on cells has any effects on mitochondria-function was tested. After treating TG, TU or TZ respectively on the cells, the cellular ATP contents were measured through luciferin-luciferase assay. The result showed that the ATP content on the cells treated with TG, TU or TZ reduced by 30%-45% in comparison to control cells. Also the mitochondria-membrane potential (measured by TMRE) reduced by approximately by 20~30%. In contrast, the ROS production and protein carbonylatin (the oxidative stress marker) had all increased. In order to find out whether TG, TU or TZ have any effects on cellular and mitochondrial respiration level, the consumption was measured. As can be seen on the figure, in contrast to the control cell, the coupled/FCCP-uncoupled oxygen consumption rate reduced for the cells that treated the TG, TU or TZ. Also in cells that were treated with TG, TU or TZ, the basal respiration rate before adding substate, the respiration rate after adding the substrate and respiration rate after adding the ADP all decreased more than the control cells. Such results indicate that TG and TU that induces ER-stress; all induce the mitochondria-dysfunction similar to TZ. |
