Protective effects of octacosanol on 6-hydroxydopamine-induced Parkinsonism in rats via regulation of ProNGF and NGF signaling (2010)

https://doi.org/10.1038/aps.2010.69

 

옥타코사놀은 천연 지방산 알코올로, 여러 연구에서 항산화, 항염증, 신경보호 효과를 보여 왔다. 본 연구는 6-하이드록시도파민(6-OHDA)으로 유도된 파킨슨병 모델에서 옥타코사놀이 신경 보호 및 운동 기능 회복에 미치는 영향을 상세히 분석했다.

 

파킨슨병과 6-OHDA 모델

파킨슨병(PD)은 도파민을 생성하는 흑질(substantia nigra)의 뉴런 손실로 인해 발생하는 퇴행성 신경질환이다. 6-OHDA는 산화 스트레스를 유발하며, 파킨슨병의 병리학적 특징을 모방하는 실험적 도구로 널리 사용된다. 이를 통해 본 연구는 옥타코사놀이 신경 세포 보호 및 산화 스트레스 완화에 미치는 영향을 평가했다.

 

연구 방법

• 동물 모델: 성체 수컷 Sprague-Dawley 쥐를 대상으로 6-OHDA를 주입하여 일측성 흑질-선조체 손상을 유도
• 옥타코사놀 투여: 6-OHDA 주입 후, 옥타코사놀(17.5, 35, 70 mg/kg)을 2주간 경구 투여
• 행동 및 생화학적 평가
  • 운동 기능: 아포모르핀 유도 회전 행동과 좁은 빔 테스트를 통해 운동 장애 평가
  • 산화 스트레스: 항산화 효소(SOD, GSH-Px, CAT) 활성과 지질 과산화 지표(MDA) 측정
  • 신경 보호 효과: TUNEL 염색과 티로신 하이드록실화 효소(TH) 면역조직화학으로 도파민 뉴런의 사멸 여부 분석
  • 신호 전달 경로: NGF(신경 성장 인자) 및 프로NGF, p75NTR, TrkA, Akt 신호 경로의 단백질 발현 평가

 

연구 결과

1. 운동 기능 개선

옥타코사놀 투여는 6-OHDA로 유발된 운동 장애를 유의미하게 개선했다.

• 회전 행동: 모델 그룹은 Sham 그룹보다 회전 횟수가 20배 이상 증가했으나, 옥타코사놀 고용량(70 mg/kg) 투여 시 회전 횟수가 약 40% 감소했다.
• 좁은 빔 테스트: 모델 그룹에서 운동 시작 시간 및 전체 이동 시간이 크게 증가했으나, 옥타코사놀 고용량 투여 시 두 지표가 모두 정상에 가까운 수준으로 회복됐다.

2. 산화 스트레스 억제

옥타코사놀은 산화 스트레스 지표를 효과적으로 개선했다.

• 항산화 효소 활성: SOD와 GSH-Px 활성은 모델 그룹에서 감소했으나, 옥타코사놀 고용량 투여 시 각각 1.4배, 1.6배 증가했다.
• MDA 감소: MDA(지질 과산화의 지표) 수치는 모델 그룹에서 2배 이상 증가했으나, 옥타코사놀 투여 시 40% 이상 감소했다.

3. 신경 보호 효과

• 도파민 뉴런 보존: 옥타코사놀 투여 그룹에서 TH 양성 뉴런 수가 유의미하게 증가했다.
• 세포 사멸 억제: TUNEL 염색 결과, 모델 그룹에서 세포 사멸이 크게 증가했으나, 옥타코사놀 고용량 투여 그룹에서는 세포 사멸이 거의 관찰되지 않았다.

4. 신호 전달 경로 조절

• 프로NGF-p75NTR 경로 억제: 프로NGF, p75NTR, sortilin 발현이 옥타코사놀 고용량 투여로 50% 이상 감소했다.
• NGF-TrkA 경로 활성화: NGF와 TrkA 발현이 회복되며, Akt 신호 경로가 활성화되어 세포 생존이 촉진됐다.
• JNK 및 p53 억제: JNK 활성과 p53 인산화 수준이 감소하며, 세포 사멸 경로 억제가 관찰됐다.

 

 

옥타코사놀이 파킨슨병 관련 지표에 미친 효과

1. Apomorphine-induced rotation: 옥타코사놀 고용량(70mg/kg)을 투여한 그룹에서 회전 횟수가 모델 그룹 대비 크게 감소해 운동 기능 개선 효과를 확인했다.
2. Narrow beam latency: 옥타코사놀 투여 그룹은 모델 그룹 대비 좁은 빔 테스트의 시작 시간이 줄어들며 운동 개시 능력이 회복됐다.
3. Narrow beam total time: 옥타코사놀은 총 이동 시간을 줄이며 균형과 운동 능력 향상에 기여했다.
4. SOD Activity and MDA Levels: 옥타코사놀은 산화 스트레스 지표인 MDA를 감소시키고 항산화 효소(SOD)의 활성을 증가시켜 산화 스트레스를 효과적으로 완화했다.

 

연구 결론

본 연구는 옥타코사놀의 신경 보호 효과와 파킨슨병 진행 억제 가능성을 실험적으로 증명했다. 특히, NGF와 프로NGF 신호의 균형 조절을 통해 세포 생존과 사멸 간의 균형을 회복시킨 점이 주목할 만하다. 옥타코사놀은 비독성과 우수한 내약성을 보여주어 임상적 적용 가능성이 높으며, 향후 파킨슨병 치료의 유망한 대안으로 고려될 수 있다.