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커큐민, PI3K/AKT/mTOR 신호 경로를 통해 오크라톡신 A에 의한 돼지 신장 상피세포의 세포자멸사를 정밀하게 조절

2026-07-28 07:01
오크라톡신 A(OTA)는 곡물과 사료에서 널리 검출되는 신독성 곰팡이 독소로, 동물 건강과 식품 안전에 심각한 위협을 가합니다. 커큐민이 다양한 보호적 생물학적 활성을 나타낸다는 보고가 있지만, OTA에 의해 유발된 신장 상피 손상에 대한 커큐민의 보호 효과가 전사체 전체의 광범위한 회복에 의한 것인지, 아니면 생존에 필수적인 신호 경로의 선택적 조절에 의한 것인지는 명확하지 않습니다. 본 연구에서는 돼지 신장 상피(PK-15) 세포를 대상으로 OTA에 의한 세포자멸사에 대한 커큐민의 보호 효과 및 그 분자기전을 전사체 분석과 분자적 검증을 통해 규명하였습니다. PK-15 세포는 8 μg/mL OTA(약 19.8 μmol/L), 10 μmol/L 커큐민, 또는 두 물질 병용 처리군으로 나누어 실험하였습니다. 세포 생존률(CCK-8), LDH 방출, 세포자멸사 형태학적 변화(Hoechst 33342 염색), 미토콘드리아막 전위(ΔΨm, JC-1 염색), 그리고 세포자멸사율(유세포 분석) 등을 평가하였습니다. 전사체 시퀀싱을 통해 전반적인 유전자 발현 변동과 주요 신호 경로를 탐색하고, 이어서 세포자멸사 관련 인자 및 PI3K/AKT/mTOR 경로에 대해 qRT-PCR 및 웨스턴블롯 검증을 수행하였습니다. OTA는 세포 생존율을 현저히 저하시키고 LDH 방출을 증가시켰으며, 핵 응축과 세포자멸체 형성, ΔΨm 감소를 유발하였습니다. 전사체 분석 결과, OTA에 의해 11,707개의 유전자에서 광범위한 발현 이상이 관찰된 반면, 커큐민은 498개 유전자를 선택적으로 조절하였고, 이 중 380개 유전자가 OTA 반응성과 겹쳤습니다. KEGG 분석 결과, PI3K-Akt 신호 경로가 핵심 조절 표적으로 밝혀졌습니다. mRNA 수준에서 OTA는 Bax와 Caspase-3를 상향 조절하고 Bcl-2는 하향 조절하였으며, 단백질 수준에서도 동일한 경향이 확인되었으나 커큐민이 이러한 변화를 역전시켰습니다. 또한, OTA는 PI3K, AKT, mTOR의 mRNA 및 PI3K, p-AKT, mTOR 단백질 발현을 감소시켰으나, 커큐민이 이를 부분적으로 회복시켰습니다. 결론적으로, 커큐민은 PI3K/AKT/mTOR 관련 생존 신호 및 Bcl-2/Bax/Caspase-3 균형 회복을 통해 PK-15 세포에서 OTA 유발 미토콘드리아성 세포자멸사를 주로 완화하며, 전사체 전체의 광범위한 이상을 역전시키는 것보다는 선택적인 경로 조절에 의한 것으로 나타났습니다. 이러한 결과는 커큐민이 OTA에 의해 유도되는 신장 상피 독성에 대해 보호적 역할을 수행하는 분자적 기전을 제시합니다.