Primary Culture 한 소 모양체근 세포에서의 PLC/IP₃ 및 cAMP/PKA 경로를 통한 차즈기 열수 추출물의 수축 조절 효과

• Published in: Han'guk Sikp'um Yŏngyang Kwahakhoe chi Vol. 48; no. 8; pp. 903 - 908
• Main Authors: 송광호(Kwangho Song), 구연경(Yean Kyoung Koo), 정현묵(Hyun Mook Jung), 임예지(Yeji Lim), 나귀환(Guihwan Na), 김영식(Yeong Shik Kim)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국식품영양과학회 01.08.2019
• Subjects: 식품과학; ciliary smooth muscle; cyclopentolate hydrochloride; Perilla frutescens var. acuta; cAMP/PKA; PLC/IP
• ISSN: 1226-3311; 2288-5978
• DOI: 10.3746/jkfn.2019.48.8.903

GPCR을 통한 모양체근의 조절은 PLC/IP3 경로와 cAMP/ PKA 경로를 통해 발생한다. 이 두 경로 모두 세포 내액의 Ca2+ 이온 농도를 증가시켜 calmodulin의 활성화를 통해 근육을 수축시키게 되는데 수축을 억제하여 원상 복귀시키기 위해서는 세포 내액의 Ca2+ 이온 농도를 감소시켜 조절할 수가 있다. 또 다른 조절기전으로서는 cAMP/PKA 경로를 통한 MLCK 활성화를 거쳐 모양체근을 수축시키는 방식이다. 차즈기 열수 추출물은 cyclopentolate hydrochloride를 처리하여 근육의 수축을 억제시킨 primary cultured 모양체근 세포에서 GPCR에 리간드로서 성공적으로 결합하여 PLC/IP3 경로와 cAMP/PKA 경로 모두를 활성화시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 이렇게 활성화된 신호전달체계는 calmodulin과 MLCK를 활성화하여 cyclopentolate hydrochloride에 의해 마비되거나 수축 적응이 억제된 모양체근을 수축시킨다는 점을 확인하였다. 하지만 모양체근과 같은 평활근의 경우 troponin 단백질의 부재로 Ca2+을 통한 조절보다는 MLCK 활성화를 통한 조절기전이 주를 이루고 있다는 점을 감안할 때 차즈기 열수 추출물은 GPCR을 거쳐 cAMP/PKA 활성화를 통해 순차적으로 MLCK의 인산화를 유도함으로써 모양체근을 조절하는 것으로 생각된다. We investigated the regulatory effects of a hot water extract of Perilla frutescens var. acuta (PF) on the contraction of primary cultured bovine ciliary muscle cells via the PLC/IP3 and cAMP/PKA pathways. In this study, we treated cyclopentolate hydrochloride (10 µM) on the cells to inhibit ciliary muscle contraction and then we treated these cells with PF (50 or 200 µg/mL) to restore the accommodation process of these the cells. Intracellular levels of IP3, Ca2+ and cAMP were measured by ELISA. For determining the mode of action in the signaling pathways, the protein expressions of IP3, CaM, MLCK and PKA were measured by performing western blotting. As a result, PF increased the intracellular level of Ca2+ and CaM, promoted by IP3 activation, indicating that certain components of PF bind to the G-protein coupled receptor (GPCR) and so activate the PLC/IP3 signaling pathway. On the other hand, the PF elevated the intracellular levels of cAMP and PKA, and this resulted in the activation of MLCK to regulate ciliary muscle contraction. These results suggested that PF has an ability to regulate ciliary muscle contraction via both the PLC/IP3 and cAMP/PKA signaling pathways in cyclopentolate hydrochloride-treated primary cultured ciliary muscle cells. However, due to characteristics of ciliary smooth muscle, this study carefully suggests that PF is more favorable to the cAMP/PKA pathway rather than the PLC/IP3 pathway in contraction or restoring the accommodation process via further activation of MLCK. KCI Citation Count: 0