Alpha-tocopherol protects H2O2-induced tight junction occludin disruption

Abstract

[한글]비타민 E는 지용성 항산화제로 널리 알려져 있다. 그 중 α-tocopherol 은 부작용이 거의 없어 노화에 따른 여러 질환에서 영양소나 치료제로서 주목 받고 있다. 많은 질환에서 -tocopherol 의 보호 효과가 알려져 있지만 활성 산소종이 발생되는 병적인 조건에서 혈액뇌장벽의 치밀이음부 occludin 에 대한 효과는 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 쥐의 뇌 미세혈관 내피세포를 일차 배양하여 -tocopherol 이 과산화수소에 의한 치밀이음부 occludin 의 변화를 보호할 수 있는지를 관찰하였다. -tocopherol 은 매우 높은 농도 (2.8 mM) 에서도 세포 독성이 나타나지 않았다. AlamarBlue assay와 위상차 현미경을 통해 관찰한 결과, -tocopherol 을 전처치 하면 과산화수소에 의한 세포독성이 억제되었다. 공초점현미경과 western blot 을 통해 관찰한 결과, 과산화수소에 의한 occludin 의 소실은 -tocopherol 을 전처치하여 막을 수 있었다. 이 결과는 α-tocopherol 이 여러 질환으로부터 뇌 미세혈관 내피세포를 보호하는 효과를 나타내며 α-tocopherol 이 부작용이 거의 없으므로 퇴행성 신경질환의 치료에 이용될 수 있음을 제시하고 있다. 앞으로의 연구에서는 혈액뇌장벽에서 활성 산소종에 의한 치밀이음부 occludin 의 변화를 억제하는 α-tocopherol 의 기전을 밝혀야 할 것이다.

[영문]Vitamin E is the most important lipid-soluble antioxidant in humans. Although alpha-tocopherol is suggested that it has protective effect from many diseases, little is known about the prevention of occludin alteration in tight junction of blood-brain barrier (BBB) under pathologic insults producing reactive oxygen species (ROSs). In this study, the effects of alpha-tocopherol on H2O2-induced tight junction occludin were studied with primary culture of rat brain microvessel endothelial cells. Alpha-tocopherol had no apparent cytotoxicity up to 2.8 mM. The preincubation with alpha-tocopherol suppressed the H2O2-induced cytotoxicity in AlamarBlue assay and phase contrast microscopy. In confocal laser microscopy and western blot, H2O2-induced loss of occludin was suppressed by preincubation with alpha-tocopherol. The present findings provide evidence that alpha-tocopherol may be beneficial for cellular protection from pathologic insults. Since alpha-tocopherol was demonstrated to have far fewer adverse effects, it would become a noteworthy nutrient or drug for treatment of neurodegenerative diseases.