칼슘이 드나드는 통로를 막으면 카드뮴의 세포 독성도 줄어들까요?

상세 설명

독성이 매우 강한 금속 이온인 카드뮴이 세포에 흡수되는 기전은 알려져 있지 않았다. 연구진은 칼슘 채널의 특성이 잘 밝혀진 확립 분비 세포주 GH4C1에서 카드뮴의 흡수와 독성을 연구했다.

전압 의존성 칼슘 채널 길항제인 니모디핀은 CdCl2의 LD50을 15에서 45 µM으로 높여 카드뮴 독성으로부터 세포를 보호한 반면, 칼슘 채널 작용제 BAY K8644는 LD50을 낮췄다. 세 종류의 유기 칼슘 채널 차단제는 높은 K+로 유도되는 45Ca2+ 유입과 분비를 차단한다고 이전에 밝혀진 농도에서 세포를 보호했다. 최대 보호 효과의 절반은 니페디핀 20 nM, 베라파밀 4 µM, 딜티아젬 7 µM에서 나타났다. 세포 밖 칼슘 농도를 20 µM에서 10 mM으로 높이는 것도 CdCl2의 LD50을 5배 높여 세포를 보호했다.

니모디핀과 BAY K8644는 모두 세포 내 메탈로티오네인 농도를 바꾸지 않았지만, 카드뮴은 18시간에 걸쳐 메탈로티오네인을 9~20배 증가시켰다. 카드뮴은 탈분극으로 자극된 45Ca2+ 흡수를 강하게 차단했으며(IC50 = 4 µM), 109Cd2+를 이용해 측정한 카드뮴의 순흡수량은 칼슘 흡수량의 0.3% 미만이었다. 카드뮴 흡수 속도는 칼슘에 비해 낮았지만, 전압 의존성 칼슘 채널을 통한 유입이 카드뮴 흡수의 상당 부분을 차지하는 것으로 보였다. 채널을 통한 유입을 촉진하는 높은 K+/BAY K8644 조건에서 30분 시점의 109Cd2+ 흡수량은 57% 증가했다. 니모디핀 100 nM으로 칼슘 채널을 차단하면 24시간 후 세포 내 총 109Cd2+ 축적량이 63% 감소했다.

연구진은 디히드로피리딘에 민감한 전압 의존성 칼슘 채널을 통한 카드뮴의 이동이 GH4C1 세포에서 카드뮴 흡수의 주요 기전이며, 약물로 칼슘 채널을 차단하면 카드뮴 독성에 대해 현저한 보호 효과를 얻을 수 있다고 결론지었다.