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Scientific Reports 12권, 기사 번호: 16730(2022) 이 기사 인용

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최근 여러 연구에서 고통스러운 임상 질환에 대한 광생체조절요법(PBMT)의 효능이 입증되었습니다. 당뇨병성 신경병증(DN)은 말초 신경에서 p38과 같은 MAPK(미토겐 활성화 단백질 키나제)의 활성화와 관련될 수 있습니다. MAPK 경로는 인터루킨 TNF-α 및 IL-1β를 포함한 세포외 자극에 반응하여 활성화됩니다. 우리는 스트렙토조토신(STZ)으로 유발된 당뇨병성 신경병증 쥐에서 PBMT의 통증 완화 가능성과 이것이 MAPK 경로 조절 및 칼슘(Ca2+) 역학에 미치는 영향을 확인했습니다. 우리는 L4-L5 등근 신경절(DRG) 영역에 적용된 PBMT가 당뇨병성 신경병증 쥐의 DRG에서 통각과민의 강도, TNF-α 및 IL-1β 수준 및 p38-MAPK mRNA 발현을 감소시키는 것을 관찰했습니다. DN은 TRPV1+ 뉴런과 동일 위치에 있는 인산화된 p38(p-38) MAPK의 활성화를 유도했습니다. PBMT는 p-38 활성화를 부분적으로 방지했습니다. DN은 전염증성 인터루킨으로 인한 p38-MAPK 발현 증가와 관련이 있으며, PBMT(904 nm) 치료는 이러한 상태를 상쇄했습니다. 또한 Ca2+ 역학 동안 입증된 고혈당 상태에 의한 DRG 뉴런의 감작이 PBMT에 의해 감소되어 항통각과민 효과에 기여했습니다.

당뇨병은 다양한 방식으로 말초신경계(PNS)를 손상시킬 수 있으며, 당뇨병성 신경병증(DN)은 치료되지 않은 당뇨병의 가장 흔한 합병증 중 하나입니다1. DN은 말초 신경에 영향을 미치는 만성 복합 질환으로, 상지와 하지에 통증을 유발하며1,2,3,4 당뇨병 환자의 약 70%에서 발생률을 보입니다5,6. 고혈당증이 말초 신경 손상으로 이어지는 메커니즘은 명확하지 않지만 여러 대사 경로가 영향을 받는 것으로 알려져 있습니다7. 주요 사건에는 알도스 환원효소(AR) 활성화8,9,10,11, 단백질 글리코실화 및 고급 당화 최종 산물(AGE) 생산10,12,13을 통한 폴리올 경로가 포함됩니다. 또한, 산화 스트레스14,15, 감소된 신경 영양 지원16,17 및 증가된 단백질 키나제 C 활성화(PKC)9,18와 관련된 자유 라디칼의 형성은 말초 손상에 기여합니다. 대사 불균형으로 인해 미토콘드리아 장애10,19,20 및 염증 과정도 빈번하며 MAPK(미토겐 활성화 단백질 키나제)21,22,23,24,25의 인산화와 관련이 있습니다.

MAPK는 세포외 자극을 세포내 번역 후 및 전사 반응으로 변환하는 역할을 하는 세린/트레오닌 단백질 키나제 계열입니다. 이는 p38-MAPK, 세포외 신호 조절 단백질 키나제(ERK1/2) 및 c-Jun N-말단 키나제/스트레스 활성화 단백질 키나제(SAPK/JNK)로 구성됩니다. MAPK의 세 가지 주요 하위 계열(p38, ERK1/2 및 JNK)은 유전자 전사, 단백질 합성, 세포 주기, 증식, 분화 및 세포사멸과 같은 여러 기능을 조정합니다. 전염증성 사이토카인34,35,36 및 산화 스트레스30,37와 같은 세포외 자극은 Ca2+ 역학의 영향을 받아 MAPK 경로를 활성화할 수 있습니다. 막 탈분극은 L형 칼슘 채널을 통해 칼슘 유입을 촉진하고 MAPK39를 인산화하는 MEK1을 활성화할 수 있습니다. 고혈당증은 당뇨병 쥐의 말초 감각 뉴런, 특히 등근 신경절(DRG)에서 p38의 활성화가 관찰되면 MAPK 인산화를 자극할 수 있는 요인 중 하나인 것으로 보입니다. 유사하게, JNK의 인산화는 카스파제-322,47,48,49의 활성화를 통해 고혈당증 스트레스 뉴런의 세포사멸을 유도합니다. 더욱이, MAPK 신호전달은 만성 통증에서 Ca2+ 투과성이 높은 채널인 일시적 수용체 잠재적 바닐로이드 아형 1(TRPV1) 발현을 자극합니다50. 이는 열 통각과민증을 포함한 여러 당뇨병 합병증을 의미합니다.