황백탄화물 유래 탄소점이 살모사 독 유도 급성 신손상으로부터 신장 보호

초록

배경

신흥 나노소재로서 탄소점(CDs)은 생물의학적 응용 분야에서 엄청난 주목을 받아왔다. 그러나 뱀 독 유도 급성 신손상(AKI) 억제 생물활성에 대한 정보는 거의 없다.

방법

본 연구는 황백(Phellodendri Chinensis Cortex, PCC)을 단일 전구체로 사용하는 친환경 일단계 열분해 공정으로 CDs를 합성하는 방법을 보고하며, 살모사(Deinagkistrodon acutus, D. acutus) 독 유도 AKI에 대한 보호제로서 잠재적 응용을 최초로 조사하였다. AKI 모델은 쥐 복강에 D. acutus 독 주사로 확립하였으며, 6개 시점(1, 3, 12시간, 1, 2, 5일)에서 PCC 탄화물-CDs(PCCC-CDs)의 신장 이상(기능 장애, 염증 반응, 조직 손상, 혈소판감소증) 보호 효과를 조사하였다.

결과

이 결과들은 PCCC-CDs가 D. acutus 독 복강 주사에 반응하여 신장 기능 장애(혈청 크레아티닌(SCR), 혈중 요소질소(BUN), 요중 총단백(UTP), 미세알부민뇨(MALB) 농도 감소)와 케모카인(단구 화주단백 1(MCP-1)), 염증성 사이토카인(인터루킨(IL)-1β), 항염증성 사이토카인(IL-10) 생성을 유의하게 억제함을 입증하였다. PCCC-CDs의 독 주입 쥐에 대한 유익한 효과는 신장 조직학 변화와 혈소판감소증 변화에서도 유사하게 나타났다.

결론

이 결과들은 PCCC-CDs가 D. acutus 독 유도 AKI에 대해 놀라운 보호 효과를 가짐을 입증하였으며, 이는 CDs의 생물의학적 응용을 확대할 뿐만 아니라 D. acutus 교상 독 유도 AKI 치료제 개발을 위한 잠재적 표적을 제공할 것이다.

서론

살모사(Deinagkistrodon acutus, D. acutus)는 살모과(Viperidae)에 속하며 중국에서 가장 위험한 육상 뱀 중 하나로 여겨진다[1]. D. acutus 교상은 출혈, 혈소판감소증, 신장 직접 손상 가능성 등 일련 증상과 연관된다[2, 3]. 급성 신손상(AKI)은 D. acutus 교상에 의한 가장 심각한 전신 효과이자 흔한 합병증으로 지속적 신장 기능 장애와 높은 이환율 직접 초래[4, 5]. 현재 국소 치료는 말 유래 고면역 항독소를 해독제로 사용. 그러나 국소 조직 손상 중화 효과 제한적, 특히 AKI 발생 시, 과민 및 열원성 반응 등 불만족스러운 효과 존재[6]. 또한 항독소 상대적 고비용과 낮은 안정성도 야생/농촌 지역 D. acutus 교상 환자 치료 불만족 요인[7-9]. 따라서 D. acutus 독 유도 AKI 치료를 위한 효과적이고 안전하며 저렴한 보완 의약품 시급.

탄소점(CDs)은 크기 <10 nm 신종 탄소 나노소재로 2004년 단일벽 탄소나노튜브 분리 정제 중 우연히 발견[10]되었으며, 우수한 생체적합성, 저독성, 높은 수용성, 풍부 원료 등 뛰어난 특성으로 지난 10년간 큰 관심[11-13]. CDs 출현으로 바이오이미징[14], 생물의학[15], 약물 전달[16], 광촉매[17] 등 다양한 '스마트' 나노시스템 개발 연구 기여.

주목할 점은 고유 생물활성 잠재력 가진 CDs 개발이 앞서 언급한 뛰어난 장점들로 인해 일부 질병 효과적 제어/치료 위한 신세대 약물 발견 전략 제공. 항균(세균 각막염 치료)[18], 지혈[19], 퍼옥시데이스 유사[20], 항암, 항바이러스, 항염증 활성[21] 등 여러 생물활성 보고. 이러한 효과들로 과학자들 CDs 추가 제약/생물의학 응용 연구 관심. 특히 황백탄화물 유래 CDs[22]가 D. acutus 독 유도 출혈 완화 활성 보인 것은 CDs가 D. acutus 교상 유도 AKI 유익 효과 연구 새로운 관점 제공. 이는 지금까지 잘 이해되지 않던 분야.

황백탄화물(PCCC)-CDs는 PCC(1000년 이상 사용된 전통 한약재)를 일단계 열분해 처리로 직접 열분해 합성. PCCC-CDs는 직경 1.2-4.8 nm 저독성 CDs. PCCC-CDs 뛰어난 지혈 효과 보유 보고[23], 이는 CDs 생물의학 응용 확대뿐만 아니라 PCCC 지혈 물질 기반 규명 선구적 역할. 주목할 점은 PCCC가 숯 가공으로 제조된 전통 한약으로 태평성혜방(978-992년, 중국) 최초 기록. PCCC 안전성 프로파일과 지혈, 항염증 등 만족스러운 치료 효과로 대한민국약전(KP, 2015) 인정받아 1000년 이상 임상 적용 지속. 그러나 PCCC-CDs 추가 기저 생물활성 연구는 도전 과제. 특히 D. acutus 교상 유도 AKI 억제 정보 거의 없음.

또한 뱀 독 교상이 신장 생리 직접 위협 가능 보고[24]: 신독성 성분 직접 또는 면역/염증 매개체 활성화/조절 통해. 이 효과들은 주로 생물의학적 매개변수[25](SCR, BUN, UTP, MALB 농도), 염증성 사이토카인(IL-1β), 항염증성 사이토카인(IL-10), 단구 화주단백 1(MCP-1), 신장 조직학 변화, 혈소판(PLT) 수에 나타남. 본 연구에서 친환경 일단계 열분해 법으로 PCCC-CDs 합성하고, 최초로 쥐 복강 D. acutus 독 주사로 유도되는 이러한 이상 발달에 대한 보호 효과 조사.

재료 및 방법

시약

PCC 재료는 베이징 천초 약재 유한공사(중국 베이징)에서 구입, PCCC는 우리 실험실 제조. 분자량 1000 Da 투석막 베이징 루이다 헝후이 기술개발 유한공사(중국 베이징) 구입. 셀 카운팅 키트(CCK)-8 도진도 분자 기술(일본 구마모토) 구입. D. acutus 동결건조 독 안런 뱀 농장(중국 장시성 영탄시 위장현) 제공 실험용. 기타 분석급 시약 신화 화학시약 베이징(중국 베이징) 구입. 마우스 MCP-1, IL-10, IL-1β ELISA 키트 클라우드-클론(중국 우한) 구입. 모든 실험 탈이온수(DW) 사용.

실험 동물

동물 관리 및 연구 프로토콜은 베이징 중의대 동물실험윤리위원회 승인 및 지원. 수컷 쿤밍 쥐(체중 30.0±2.0 g) 베이징 바이탈 리버 실험동물 기술 유한공사 구입, 실험동물 합격증 보유. 항온항습, 12시간 명암 주기, 사료 물 자유 섭취 조건 사육.

독 용액 제조

동결건조 독을 생리식염수에 녹여 20분 약한 교반(최종 농도 5 mg/mL) 후 -20°C 보관.

PCCC-CDs 제조

PCCC는 선행 방법[23] 따라 PCC 단일 전구체로 일단계 열분해 법 제조. 간단히, PCC 시료 별도 도가니에 넣고 예열로에서 350°C 1시간 가열. 30°C 냉각 후 얻은 균질 흑색 잔여물 미분말 분쇄, 물에서 100°C 1시간씩 2회 끓임. 용액 0.22 μm 셀룰로오스 아세테이트 막 사전 여과 수집. 비탄소질 불순물 투석(DW, 72시간, 보유 분자량 1000 Da) 제거. PCCC-CDs 용액 농축 후 4°C 보관 사용 전까지. 그림 1 흐름도 위 과정 도시.

PCCC-CDs 특성 분석

CDs 형태 투과전자현미경(TEM, JEM-2100, JEOL, 일본, 전자 에너지 200 kV) 관찰. 구조적 세부사항 고분해능 TEM(HRTEM, Tecnai G2 20, FEI, USA) 조사. 자외선-가시광선(UV-Vis) 스펙트럼과 형광 특성 UV-Vis(CECIL, 영국 케임브리지)와 형광 분광법(F-4500, 일본 도쿄) 각각 기록 측정. 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법으로 400-4000 cm⁻¹ 스펙트럼 창에서 표면 작용기 정보 분석.

세포독성 분석

인간 L02 간세포와 인간 배아 신장 293T 세포주로 CCK-8 분석 이용 PCCC-CDs 잠재 세포독성 평가. L02 세포 RPMI 1640 배지(10% FBS) 배양, 293T 세포 고당 DMEM(10% FBS) 배양. 두 세포주 37°C, 5% CO₂ 가습 분위기 배양.

L02, 293T 세포 96웰 플레이트 웰당 2.0×10⁴ 세포 밀도 접종, 37°C, 5% CO₂ 24시간 배양. 이후 두 세포 유형 무혈청 배지에서 다양한 농도(5000, 2500, 1250, 625, 156, 78, 39, 19.5 μg/mL) PCCC-CDs 용액 100 μL 처리, 24시간 추가 배양. 이후 PCCC-CDs 함유 배지 제거, PBS 2회 세척. CCK-8 시약 10 μL 첨가 후 37°C 4시간 배양, 즉시 450 nm에서 플레이트 읽어 세포독성 결정.

D. acutus 독 유도 AKI 및 치료

D. acutus 독 유도 AKI 모델

AKI 마우스 모델은 쥐 복강에 D. acutus 뱀 독 주사로 확립. 쥐 무작위 5군(군당 36마리) 분류: 대조군; 모델군; 고용량, 중용량, 저용량 PCCC-CDs 처리군. 모델군 D. acutus 독 1 mg/kg(0.15 mg/mL, 0.2 mL) 체중 및 0.5 mL 생리식염수 복강 주사. 고용량, 중용량, 저용량 PCCC-CDs 처리군은 동등 독 양과 각각 8.0, 4.0, 2.0 mg/kg PCCC-CDs 추출물 투여. 생리식염수(NS)만 복강 주사 쥐 대조군. 각 군 6마리씩 NS, D. acutus 독, PCCC-CDs 위 일정 따라 투여 후 1, 3, 12시간 희생. 1, 2, 5일 희생 쥐는 NS, D. acutus 독, PCCC-CDs 이틀 2회 지속 투여.

UTP, MALB 농도 분석

각각 처리 후 대조군, 모델군, PCCC-CDs(4.0 mg/kg) 처리군 동물을 즉시 적절한 대사 케이지 배치, 배양 기간 종료(24시간)까지 소변 수집. UTP, MALB 농도 자동 생화학 분석기 분석.

신장 기능 생체표지자 분석

신장 기능 BUN, SCR 수준 측정 평가. 쥐 안와정맥 혈액 채취 후 4°C 최소 4시간 플라스틱 튜브 방치. 750×g 15분 원심분리 혈청 획득, BUN, SCR 자동 생화학 분석기 분석.

염증성 사이토카인 수준 검출

쥐 오른쪽 신장 적출, 드라이아이스 급속 동결 -80°C 보관 후 후속 절차 사용. 각 군 조직 시료(100 mg) 얼음 위 PBS 균질화, 750×g 15분 원심분리. 상등액 수집 MCP-1, IL-10, IL-1β 수준 각 ELISA 키트 제조사 지침 따라 측정.

신장 조직학

쥐 왼쪽 신장 조직 10% 중성 완충 포르말린 4°C 48시간 이상 고정, 탈수, 파라핀 포매, 절편 제조, 헤마톡실린-에오신(H&E) 염색. 대조군, 모델군, PCCC-CDs 처리군 간 형태학적 변화 비교.

혈소판감소증 활성

쥐 안와정맥 채혈 혈소판(PLT) 수 자동 혈액 분석기(XS-800i, 시스멕스, 일본 고베) 측정.

통계 분석

통계 분석 SPSS(버전 13.0) 사용. 정규분포 동질분산 데이터 평균 ± 표준편차(SD) 표현. 일원분산분석(ANOVA) 후 최소유의차(LSD) 검정 다중 비교 사용. P < 0.05 통계적 유의.

결과

PCCC-CDs 특성 분석

TEM으로 PCCC-CDs 형태, 크기 분포 직접 관찰(그림 2a, c, d). 제조된 CDs 구형 균일 크기, 대부분 2.84±0.89 nm 뚜렷 응집 없음. HRTEM 이미지 CDs 격자 무늬(0.24 nm) 보임, 흑연 탄소 대응 그림 2b.

그림 3a에서 CDs 370 nm 여기 시 445 nm 피크 최댓값 가지는 뚜렷한 청색 형광 나타냄. 따라서 그림 3b UV-Vis 스펙트럼 표시 PCCC-CDs 광학 정보에서 265 nm 강한 흡수 피크, CDs 표면 공액 유기분자 π-π* 전이 대응.

또한 제조 CDs 작용기 FTIR 스펙트럼 상세 확인(그림 3c). 3433 cm⁻¹ 피크 O-H, N-H 신축 진동 흡수 밴드 할당. 2923, 2853 cm⁻¹ C-H 신축 진동. 1624 cm⁻¹ 흡수 피크 C=O 존재 지시. 1109 cm⁻¹ C-O-C 결합 관찰. 1400 cm⁻¹ 피크 C-N 신축 귀착. 이 발견들 선행 보고와 일치.

In vitro 세포독성

세포독성 평가 위해 L02, 293T 세포 다양한 PCCC-CDs 농도 24시간 노출, CCK-8 분석 생존율 조사. 그림 4a에서 PCCC-CDs 처리 L02 세포 생존율 대조 세포 대비 5 mg/mL 고농도에서도 >85% 유지. 유사하게 PCCC-CDs ~2500 μg/mL 농도까지 293T 세포 성장 영향 없음(그림 4b). 이 결과들 PCCC-CDs 저세포독성 나타냄.

PCCC-CDs가 UTP, MALB 농도 효과

대조군 UTP 수준(0.98±0.38 mg/L) 대비 D. acutus 독 처리군(3.08±0.92 mg/L, P<0.01)과 PCCC-CDs 처리군(2.36±0.83 mg/L, P<0.05)서 UTP 수준 유의 증가(그림 5a). 또한 PCCC-CDs 처리 후 독 투여 대비 UTP 수준 감소(P<0.05). MALB 수준도 D. acutus 독 복강 주사 24시간 후 대조군(2.02±0.91 mg/L) 대비 명백 증가(17.78±5.96 mg/L, P<0.01). 반면 PCCC-CDs 처리 쥐서 MALB 수준 감소 경향(14.25±4.16 mg/L, 그림 5b).

PCCC-CDs가 D. acutus 독 유도 AKI 쥐 신장 기능 장애 완화

신장 기능 BUN, SCR 수준 측정 평가(그림 6, 7). D. acutus 독 처리 쥐 NS 처리 쥐 대비 1-5일차 BUN(1일: 12.07±1.00 mmol/L, P<0.01; 2일: 11.43±1.37 mmol/L, P<0.01; 5일: 14.83±2.53 mmol/L, P<0.01)과 SCR(1일: 12.83±1.43 μmol/L, P<0.01; 2일: 13.48±2.26 μmol/L, P<0.01; 5일: 13.80±1.90 μmol/L, P<0.01) 유의 높음(그림 6a, 7a). 주목할 점은 모델군 대비 저용량 PCCC-CDs 처리가 SCR(9.77±0.79 μmol/mL, P<0.01), BUN(10.50±1.38 mmol/L, P<0.05) 증가 유의 억제, 고용량(9.62±1.87 μmol/mL, P<0.01)과 중용량(10.75±1.48 μmol/mL, P<0.05)도 1일차 독 유도 SCR 증가 억제(그림 7b)하나 BUN 억제 안 됨(그림 6b). 2일차 SCR(그림 7c) 고용량(10.97±0.88), 중용량(10.42±1.75), 저용량(10.68±1.41 μmol/mL, 모두 P<0.05) 모델군 대비 감소. 또한 2일차 BUN 수준 고용량(9.57±0.52 mmol/L, P<0.01), 저용량(10.72±2.04 mmol/L, P<0.05) 모델군 대비 유의 감소하나 중용량군 아님(그림 6c). 그림 6d, 7d에서 5일차 두 지표 모두 고용량(12.28±1.65 mmol/L, P<0.01 BUN; 11.38±1.80 μmol/mL, P<0.05 SCR), 중용량(12.40±1.33 mmol/L, P<0.05 BUN; 10.83±2.57 μmol/mL, P<0.05 SCR) 억제 효과 관찰. 또한 대조군과 PCCC-CDs 처리군 간 SCR 유의차 없음.

PCCC-CDs가 사이토카인 분비 억제

세 가지 PCCC-CDs 농도에서 D. acutus 독 주사 반응 케모카인(MCP-1), 염증성(IL-1β), 항염증성(IL-10) 사이토카인 생성 영향 조사. 그림 8에서 독 주사 모델군 IL-1β 방출 증가(1시간: 58.19±5.35 ng/mL, P<0.01; 3시간: 56.57±3.54 ng/mL, P<0.01; 12시간: 49.48±7.74 ng/mL, P<0.05; 1일: 41.09±4.82 ng/mL, P<0.05; 2일: 47.96±8.33 ng/mL, P<0.05; 5일: 45.11±6.95 ng/mL, P<0.05) NS 처리 쥐(1시간: 35.96±4.72; 3시간: 34.94±2.58; 12시간: 36.42±5.25; 1일: 34.47±3.67; 2일: 39.84±3.71; 5일: 36.82±8.27 ng/mL) 대비. 그림 8b-d에서 D. acutus 독 유도군 대비 1, 3, 12시간 고용량(50.09±7.68 ng/mL, P<0.05[1h]; 40.36±8.51 ng/mL, P<0.01[3h]; 39.87±4.64 ng/mL, P<0.05[12h])과 저용량(46.64±3.83 ng/mL, P<0.01[1h]; 37.65±9.61 ng/mL, P<0.01[3h]; 38.75±6.64 ng/mL, P<0.05[12h]) PCCC-CDs IL-1β 수준 유의 감소. 또한 중용량 PCCC-CDs 3시간 IL-1β 수준(41.50±11.08 ng/mL, P<0.01) 유의 감소하나 다른 시점 아님.

항염증성 사이토카인 IL-10 수준 D. acutus 독 처리군 여러 시점에서 극적 증가(3시간: 23.27±0.72 ng/mL, P<0.01; 12시간: 22.03±0.96 ng/mL, P<0.05; 1일: 21.76±1.99 ng/mL, P<0.05; 2일: 26.31±6.55 ng/mL, P<0.01) NS 처리군 대비(그림 9). 날카로운 대조로 고용량, 중용량 PCCC-CDs(각각 17.17±4.04, 17.25±5.64 ng/mL, 둘 다 P<0.05) 3시간 독 유도 IL-10 분비 억제, 저용량 PCCC-CDs 3시간, 12시간, 1일 억제(각각 17.17±5.24, 17.83±4.11, 18.31±2.14 ng/mL, 모두 P<0.05). PCCC-CDs 처리군과 NS 군 간 유의차 없음.

또한 그림 10에서 D. acutus 독 주사 모델군 MCP-1 방출 유의 증가(1시간: 197.45±22.34 ng/mL, P<0.01; 3시간: 182.42±12.94 ng/mL, P<0.01; 12시간: 169.20±26.74 ng/mL, P<0.01; 24시간: 142.81±25.85 ng/mL, P<0.05) NS 대조군(1시간: 115.82±14.80; 3시간: 106.46±13.76; 12시간: 120.35±15.75; 24시간: 108.81±25.60 ng/mL) 대비. 더 주목할 점은 세 PCCC-CDs 용량 처리 독 주입 쥐서 MCP-1 수준 증가 억제. 중용량(3시간: 136.84±39.94 ng/mL, P<0.01; 12시간: 127.48±13.75 ng/mL, P<0.01), 저용량(1시간: 152.13±18.89 ng/mL, P<0.05; 3시간: 129.54±30.85 ng/mL, P<0.01; 12시간: 118.75±19.96 ng/mL, P<0.01) 1, 3, 12시간 MCP-1 수준 증가 억제(중용량 1시간 178.20±22.79 ng/mL 제외). 고용량 PCCC-CDs 3시간만 MCP-1 수준 효과적 감소(131.42±24.62 ng/mL, P<0.01).

반면 특정 시점 PCCC-CDs 처리군 IL-1β, IL-10, MCP-1 수준 모델군과 유의차 없으나 감소 경향 보임.

PCCC-CDs가 혈소판감소증 억제 효과

PLT가 AKI 병인에 특이적 역할 수행하므로 PLT 수 조사, 결과 그림 11[26]. 대조군 PLT 값(1시간: [1228±51]×10⁹; 3시간: [1120±36]×10⁹; 12시간: [1245±111]×10⁹; 1일: [1177±69]×10⁹; 2일: [1195±51]×10⁹; 5일: [1181±46]×10⁹) 대비 D. acutus 독 투여 1시간 후 급격 감소, 3시간 최저점. 이후 PLT 5일까지 꾸준히 증가(1시간: [354±70]×10⁹, P<0.01; 3시간: [315±77]×10⁹, P<0.01; 12시간: [435±91]×10⁹, P<0.01; 1일: [663±226]×10⁹, P<0.01; 2일: [941±248]×10⁹, P<0.05; 5일: [1083±89]×10⁹). 이 시점에서도 대조 쥐 대비 PLT 값 유의 낮음. 또한 8 mg/kg PCCC-CDs 투여 1시간([435±91]×10⁹, P<0.05), 3시간([599±290]×10⁹, P<0.05), 12시간([929±92]×10⁹, P<0.01), 1일([1028±248]×10⁹, P<0.01), 2일([1183±89]×10⁹, P<0.01) 독 유도 혈소판감소증 현저 억제. 2 mg/kg PCCC-CDs 3시간, 2일, 4 mg/kg PCCC-CDs 2일에서도 이 억제 효과 관찰, PLT 증가 추가. 모델군과 중용량군 간 유의차 없으나 다른 시점 증가 경향 관찰.

조직병리학적 관찰

독군 신장 손상 조직병리 평가. 그림 12a에서 NS 처리군 정상 사구체, 세뇨관 세포성 보인 반면 D. acutus 독 처리군 신장 실질 현저 변화 관찰. 변화에는 현저 출혈, 세뇨관 확장, 변성 포함. PCCC-CDs 병용 처리가 D. acutus 독 유도 신장 손상 예방, 신장 조직 구조 조직병리 검사 거의 정상에 가까움, 경미 지혈, 세뇨관 확장, 변성만 보임.

논의

신흥 나노소재로서 CDs는 차세대 나노의약품 혁신 소재로 중요한 틈새 차지 시작. 기존 중금속 기반 양자점 대비 CDs는 상대적 저독성으로 신약 개발 상당한 잠재적 이점 가진 생물의학 응용 좋은 후보[27, 28].

유래 PCCC-CDs 입자 준구형, 물에서 잘 분산, 표면 풍부 작용기 존재. 이 관찰 선행 보고 결과와 일치[23]. 또한 제조 CDs L02, 237T 세포 저독성 나타내어 생물의학 응용 적합성 지시.

우리 지식 범위 내 본 연구 최초로 PCCC-CDs가 D. acutus 교상 유도 AKI 놀라운 생물활성 입증. D. acutus 중국 민간요법 '오보' 또는 '백보'라 불림: D. acutus 물린 사람/동물 100보 못 걷는다는 민속 기술 때문. D. acutus 90% 이상 중국 분포, 이 뱀 교상 관련 위중 상태 및 사망 빈도 타 독사보다 높음[29]. AKI 가장 심각한 전신 효과이자 흔한 합병증, 이차 신허혈과 부전 초래. D. acutus 교상 유도 AKI 관련 정보 강화가 새로운 치료 접근법 개발 기여. 그러나 일반적인 뱀 독 신독성 상당한 지식[30, 31] 대비 D. acutus 독 유도 AKI 정보 희소, 여전히 초기 개발 단계 잠재 의약품 조사 주도.

본 연구 쥐 복강 D. acutus 독 주사 AKI 모델 확립, 독 유도 AKI 복잡 다인자 병인 평가. 또한 모델 D. acutus 독 유도 AKI에 대한 PCCC-CDs 보호 효과 조사 도구 제공.

현재 실험 뱀 독 복강 주사 후 염증성 사이토카인, 혈청/요 생화학 지수 뚜렷 변화, 신장 손상 조직병리 증거 등 실질적 AKI 발달 보임[31]. 이 발견들 독 독성 주요 기여 인자 가능성 제시[32]: (1) 신장 직접 독 세포독성, (2) 신장 염증 반응.

구체적 신부전 독 주사 약 24시간 후 핍뇨, 단백뇨, 혈청 생체표지자(SCR, BUN) 상승 기반 확인. 생화학 분석으로 D. acutus 독 처리군 UTP, MALB 수준 대조군 대비 유의 상승 추가 확인. 이 발견들 독 처리군 사구체 기능 이상, 세뇨관 재흡수 장애 시사[33], 조직병리 변화 증거 지지. 반면 중용량 PCCC-CDs 처리 독 주입군서 UTP, MALB 수준 유의 감소 관찰. 또한 혈청 생화학 지표(SCR, BUN) AKI 신장 기능 장애 상승 결정 다른 중요 매개변수, 임상 진단 지표 유지[34]. 1-5일차 뱀 독 주사 SCR, BUN 수준 극적 증가, PCCC-CDs 처리가 이 효과 역전시켜 대조군보다 빠른 회복 결과. 더 중요하게 신장 조직 뚜렷 변화, 현저 출혈, 세뇨관 확장, 변성 독 직접 신장 손상 추가 지시. 본 연구서 PCCC-CDs 조직병리 변화 완화 효과 입증. 이 결과들 PCCC-CDs가 신장 기능 장애 관련 요/혈청 생화학 지표 이상 발현 및 신장 조직학적 손상 억제함 시사. 나아가 이 효과들 PCCC-CDs에 의한 D. acutus 독 직접 신독성 완화 귀착 가능[35]. PCCC-CDs 보호 효과 D. acutus 독 유도 직접 신장 손상 억제 증거.

독사, 털벌레 등 독성 동물 교상 유도 강렬한 염증 반응 공통 특징[35-37]. 단핵구 침윤, 호중구 백혈구증가, 세뇨관 상피세포 변성, 괴사 징후도 뱀 독 주사 유도 신장 손상서 나타남. MCP-1 염증 반응 중 백혈구 모집 활성화 핵심 역할 소분자 단백질[38]. 또한 단핵 식세포, 림프구 전염증 매개체 분비 등 다른 기전으로 급성 신세포 손상 기여, 상주 신장 세포 케모카인 발현 유도 가능[39]. 본 연구 D. acutus 독 단독 주사 쥐서 MCP-1, 염증성 사이토카인(IL-1β), 항염증성 사이토카인(IL-10) 관여 입증. 이 관찰 D. acutus 독 유도 AKI 기저 기전 신장 염증 반응 연관 가능성 지시. PCCC-CDs 노출이 IL-1β, IL-10, MCP-1 수준 유의 감소시킨 증거 CDs가 신장 염증 반응 억제 통해 신보호 효과 나타낼 수 있음 시사.

또한 PLT 급성 지혈 염증 과정 핵심 역할, 다양한 염증 병리 연관[40, 41]. 생물체 손상/출혈 시 생물학적 변화 고감도 빠른 반응, 급성 손상 부위 최초 도착 내피세포, 백혈구 상호작용 세포[42]. PLT AKI 병인 관여[43], AKI 악화 예후 유의 연관 예후 표지자 간주[44]. 본 연구 D. acutus 독 현저 PLT 수 감소 입증, 뱀 독 혈소판감소증 유도 보고 연구 결과와 일치[34, 45]. PCCC-CDs 노출 PLT 수 유의 증가 관찰, 선행 연구[23] 결과와 일치.

우리 지식 범위 내 D. acutus 독 유도 AKI 이상들 본 연구 최초로 입증. 주요 포함: 단백뇨, 핍뇨, BUN/SCR 상승 동반 신장 기능 장애, 병리적 신장 손상, 염증 반응, 혈소판감소증.

주목할 점은 PCCC-CDs가 본 연구 최초로 입증된 바와 같이 관련 손상 억제 통해 D. acutus 독 유도 AKI 보호 활성 나타냄. 본 연구 D. acutus 독 유도 AKI에 대한 PCCC-CDs 유익 효과 예비 평가, 기저 기전 추가 조사가 향후 연구 초점.

결론

우리 지식 범위 내 본 연구 최초로 PCCC-CDs가 D. acutus 독 유도 AKI에 인상적 보호 효과 입증. AKI 관련 효과 주로 신장 기능 장애, 병리적 신장 손상, 염증 반응, 혈소판감소증 나타남. 이 결과들 PCCC-CDs가 D. acutus 독 유도 AKI 유도 이상 치료 보완 의약품 잠재적 응용 전망 가짐 지시. 나아가 전통 한약 제제 유효 성분 연구 새로운 전략 제공, CDs 생물의학 응용 추가 확대.

데이터 및 재료 가용성

본 연구 동안 생성/분석된 모든 데이터 본 게재 논문 포함.

약어

AKI:

급성 신손상 (Acute kidney injury)

BUN:

혈중 요소질소 (Blood urea nitrogen)

CDs:

탄소점 (Carbon dots)

D. acutus:

살모사 (Deinagkistrodon acutus)

HE:

헤마톡실린-에오신 (Haematoxylin and eosin)

IL:

인터루킨 (Interleukin)

MALB:

미세알부민뇨 (Microalbuminuria)

MCP-1:

단구 화주단백 1 (Monocyte chemotactic protein 1)

PCC:

황백 (Phellodendri Chinensis Cortex)

PCCC-CDs:

황백탄화물-탄소점 (Phellodendri Chinensis Cortex Carbonisata-carbon dots)

PLT:

혈소판 수 (Platelet counts)

SCR:

혈청 크레아티닌 (Serum creatinine)

UTP:

요중 총단백 (Urinary total protein)