Abstract
Background and Objectives : The purpose of this study was to investigate the apoptotic pathway, and the effect and mechanism of IGF-1 (insulin like growth factor 1) as a therapeutic agent, in Adriamycin (ADR) induced cardiomyopathy. Materials and Methods : We divided 17 mice into ADR (n=6), ADR +IGF-1 (n=6) and saline (n=5) groups. The following were injected into the intraperitoneal cavity for the specified periods : 2.5 mg/kg of ADR every week for 6 weeks, 0.1 mg/kg of IGF-1 in the 5th and 6th weeks and 10 mL/kg of saline every week for 6 weeks. Transthoracic echocardiography, with a 15MHz linear array, was performed before and after injection of the drugs. A TUNEL assay and immunohistochemical staining for Bax, bcl-2, capase-8 and 9, and western blotting for Bax and bcl-2 were performed on the myocardium. Results : The fractional shortening decreased (38.5$\pm$3.2% before vs. 29.2$\pm$5.5% after, p<0.05) and the left ventricular end systolic dimension increased (2.5$\pm$0.3 mm before vs. 3.1$\pm$0.5 mm after, p<0.05) following the injection of the ADR, but there were no interval changes in the mice treated with saline or ADR+IGF-1. The TUNEL assay showed a higher apoptotic index in the mice treated with ADR than in those treated with saline or ADR+IGF-1 (46$\pm$ 8% in ADR, 0.1$\pm$0.03% in control, 22$\pm$5% in ADR+IGF-1, p<0.05). The immunohistochemical staining and western blot showed an increase in the expression of Bax, and a decrease in the expression of bcl-2 in the mice treated with ADR than in those treated with ADR+IGF-1 or saline. Conclusion : The apoptosis caused by the increased expression of Bax, and the decreased expression of bcl-2, was an important pathogenetic mechanism, and the IGF-1 prevents the progression of cardiomyopathy by attenuating the expressions of Bax and bcl-2 in ADR induced cardiomyopaththy.
배경 및 목적 : 최근들어 여러 가지 심근증 모델에서 세포자멸의 관련성이 제기되어 Adriamycin심근증과 세포자멸의 연관성 및 IGF-1의 심근 보호효과와 작용기전에 대해 연구하고자 하였다. 방 법 : 41마리의 생쥐중 살아남은 17마리를 대상으로 세군으로 나누어 생리 식염수군 5마리는 10 mL/kg의 생리 식염수를 주 1회 6주간 복강내 투여하였고, Adriamycin 단독투여군 6마리는 Adriamycin 2.5 mg/kg를 주 1회 6주간 복강내 투여하였으며 IGF-1과 Adriamycin 병합투여군 6마리는 Adriamycin 2.5 mg/kg를 주 1회 6주간, IGF-1 0.1 mg/kg를 5주와 6주째에 복강내 병합투여 하였다. 약물 투여 전후로 심초음파를 이용하여 심기능 및 형태를 관찰하였으며 심장을 적출하여 hematxyline-eosin염색, TUNEL assay를 통해 세포자멸을 확인하고 Bax, bcl-2,caspase-8, caspase-9에 대한 면역 조직학적 염색 및 Bax, bcl-2에 대해 western blotting하여 세포자멸 인자에 대한 연구를 시행하였다. 결 과 : 대상 생쥐 41마리중 17마리가 생존하였으며(생리 식염수군 5마리, Adriamycin 단독투여군 6마리, Adriamycin, IGF-1 병합투여군 6마리) 심초음파 결과 Adriamycin 단독투여군에서 약물투여 전에 비해 수축기 좌심실 내경이 유의하게 증가되었으며(2.5$\pm$0.3mm vs 3.1$\pm$0.5 mm, p<0.05) 분획 수축률은 유의하게 감소되었으나(38.5$\pm$3.2% vs 29.2$\pm$5.5%, p<0.05) Adriamycin과 IGF-1 병합투여군에서는 약물 투여전후에 심기능 및 심장의 형태학적 변화는 없었다. TUNEL assay에서 자멸사 지수는 생리 식염수군 0.1$\pm$ 0.03%, Adriamycin 단독투여군은 46$\pm$8%, IGF-1, Adriamycin 병합투여군은 22$\pm$5%로 IGF-1, Adriamycin 병합투여군에서 Adriamycin 단독투여군에 비해 현저히 감소된 소견을 보였다. 면역 조직학적 검사상 Adrimamycin 단독투여군에서 IGF-1과 Adriamycin 병합투여군에 비해 Bax의 발현은 현저히 증가되어 있었고 bcl-2의 발현은 감소되어 있었으며 western blotting에서도 Adrimamycin 단독투여군에서 IGF-1과 Adriamycin 병합투여군에 비해 Bax의 발현은 현저히 증가되어 있었고 bcl-2의 발현은 감소되어 있었다. 결 론 : Adriamycin에 의한 심근증은 주로 Bax발현의 증가와 bcl-2발현의 감소에 따른 세포자멸로 인해 유도되며 여기서 IGF-1은 Bax와 bcl-2의 발현에 관여하여 심근 보호 효과를 나타냄을 추정할 수 있었다.