파킨슨병(PD)은 복잡한 신경 퇴행성 질환입니다. 유전적 요인 외에도 특정 환경 독소에 노출되면 파킨슨병 발병 위험이 높아지는 것으로 알려져 있습니다.
6-OHDA, 로테논, MPP+와 같은 신경독성 물질을 활용하면 PD에서 관찰되는 세포 손상을 매우 유사하게 모방할 수 있습니다. 이러한 약제는 산화 스트레스와 미토콘드리아 기능 장애를 선택적으로 유도하여 PD 환자에서 관찰되는 것과 유사한 도파민성 뉴런 변성을 유발합니다.
이러한 모델을 사용하여 신경세포의 생존과 세포 사멸에 미치는 영향을 조사함으로써 잠재적 치료제의 효능을 평가할 수 있습니다.
이러한 분석은 다음과 같은 다양한 세포 유형에 대해 수행할 수 있습니다.
- 도파민성 신경세포의 모델로 자주 사용되는 인간 신경모세포종 세포, SH-SY5Y 세포
- 일반적인 신경세포 반응에 대한 통찰력을 제공하는 일차 설치류 피질 또는 해마 뉴런(그림 1 및 2)
- PD에 직접적으로 영향을 받는 도파민성 뉴런에 초점을 맞춘 복측 중뇌의 일차 설치류 뉴런(그림 3)
- 유도만능줄기세포 유래 뉴런, 인간에 특화된 맥락을 제공하고 연구 결과를 임상 적용으로 전환하는 데 필수적인 iPSC 유래 뉴런
복측 중뇌의 원시 설치류 뉴런을 활용할 때는 도파민 신경세포에 초점을 맞춰 세포 건강과 병변 세포의 생존을 면밀히 조사하고 모니터링하기 위해 면역세포화학 평가를 정기적으로 수행합니다(그림 3). 다음 염색이 표준 판독으로 사용됩니다:
- 뉴런의 전반적인 무결성과 구조를 평가하는 MAP2
- 티로신 하이드 록실 라제 (TH)는 PD에서 치명적인 영향을받는 도파민 신경 세포를 평가합니다.
이러한 병변 유발 모델을 사용하면 특정 세포 유형에서 PD의 병리학적 환경을 모방할 수 있습니다. 이 접근법을 통해 잠재적인 치료제를 식별하고 신경세포 손상을 방지하거나 역전시킬 수 있는 실험용 화합물의 효과를 정확하게 모니터링할 수 있습니다. 또한, 새로운 세포 배양 모델, 판독 또는 맞춤형 분석을 다음 연구에 구현할 수 있습니다.
그림 1: 일차 피질 마우스 뉴런의 MPP+ 병변. 원발성 피질 마우스 뉴런을 MPP+로 병변 처리하고 세포 생존력을 MTT 분석법으로 평가했습니다. (A), 발광 ATP 분석에 의한 세포 내 ATP 수준 (B) 및 YO-PRO-1 분석에 의한 세포사멸 평가. (C). 데이터는 차량 대조군(VC)의 백분율로 표시되며 평균 표준 오차(SEM; 그룹당 n=6-9)가 있는 막대 그래프로 표시됩니다. MK-801은 참조 항목으로 사용되었습니다. 통계 분석에는 단방향 분산분석(One-way ANOVA)과 MPP+ 병변에 대한 Dunnett의 사후 검증이 사용되었습니다. *p<0.05, ***p<0.001.
그림 2: 일차 피질 마우스 뉴런의 로테논 병변. 일차 피질 마우스 뉴런에 로테논을 처리한 후 세포 생존율 및 세포 독성 측정 (A) 및 세포 독성 (B)를 각각 MTT 및 LDH 분석으로 검출했습니다. 데이터는 차량 대조군(VC)의 백분율로 표시되며 평균 표준 오차(SEM; 그룹당 n=6)가 포함된 막대 그래프로 표시됩니다. MK-801은 참조 항목으로 사용되었습니다. 통계 분석에는 로테논 병변에 대한 일원 분산 분석(One-way ANOVA)과 Dunnett의 사후 검증이 사용되었습니다. ***p<0.001.
그림 3: 복측 중뇌(TH 뉴런)의 원발성 마우스 뉴런의 MPP+ 병변. A: MAP2 양성 뉴런 중 TH 양성 뉴런의 비율. 데이터는 평균의 표준 오차(SEM; 그룹당 n=6)가 있는 막대 그래프로 표시됩니다. MK-801은 참조 항목으로 사용되었습니다. 통계 분석에는 단방향 분산분석(One-way ANOVA)과 MPP+ 병변에 대한 Dunnett의 사후 검정(post hoc test)이 사용되었습니다. *p<0.05, **p<0.01. B: 차량 처리된 세포의 대표 이미지. 빨간색: MAP2 염색, 노란색: TH 염색. C: 차량 처리된 세포의 대표 이미지. 노란색: TH 염색.
이러한 시험관 내 PD 모델에서 귀사의 화합물의 효능을 평가해 드리겠습니다!