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아령 선
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1 원저 J Korean Neurol Assoc / Volume 23 / August, 2005 L-Carnitine 이근이양증 (mdx) 생쥐의근육병리및지구력에미치는효과 이화여자대학교의과대학신경과학교실, 건국대학교의과대학신경과학교실 a 오지영 a 강희진김희진이정화최경규박기덕 Jeeyoung Oh, M.D. a, Hee Jin Kang, M.D., Hee-Jin Kim, M.D., Jung Hwa Lee, M.D., Kyoung Gyu Choi, M.D., Kee Duk Park, M.D. Department of Neurology, Ewha Womans University College of Medicine, Seoul; Department of Neurology, Konkuk University College of Medicine a, Seoul, Korea 서론 듀센형근이양증 (Duchenne's muscular dystrophy) 은유년기근이양증중가장많은빈도를차지하는성염색체열성유전질환으로염색체 Xp21 에위치한디스트로핀유전자 (dys) 의결함에의해발생한다. 1 대부분의환아에서근위부근력약화와보행장애등의임상증상은 4-5 세부터시작되어지속적으로악화하는경과를밟다가 10대후반또는 20대초반에사망하게된다. 1,2

2 오지영강희진김희진이정화최경규박기덕 유전학의발전으로디스트로핀의존재가밝혀진이래디스트로핀의생리학적역할과근육막에존재하는다른당단백질과의상호작용, 디스트로핀결함에서근육괴사에이르기까지의병리기전등에대한매우빠르고눈부신연구결과들이보고되었다. 그러나, 아쉽게도 Duchenne 과 Meryon 이듀센형근이양증환자들의임상양상과근육조직소견을보고한지 100 여년이지났지만지금까지도만족할만한치료법은없다. 근육모세포, 디스트로핀또는유트로핀 (utrophin) 유전자이식등이실험적으로시도되었으나임상적으로뚜렷한효과를보지못하였고, 줄기세포가차세대치료로기대를모으고있으나이역시임상에응용하기까지는아직요원한실정이다. 5,6 이런점들을고려해보면약물요법, 특히스테로이드요법은비교적안전하고, 투여후쉽게그효과를판정할수있으며, 실제로도듀센형근이양증뿐아니라다른종류의근이양증에효과가있는것으로입증된유일한치료법이다. 7,8 이외에도현재까지베타길항제, 9 인슐린유사성장인자, 10 크레아틴, 11,12 아미노글리코사이드계항생제 13 등이동물실험과임상실험을마치거나진행중이다. 그러나이약물들은치료용량에서의심각한부작용또는장기간복용에의한합병증이문제가되고있다. 근이양증의경우비교적초기에투여를시작하여장기간투약을계속해야하므로이상적인약물은내인성 (tolerance) 이우수하고장기간복용하더라도부작용이적으며그효과가유지되는것이라할수있다. 또한효과적이고이상적인실험약물은그성분과독성이이미판명되어쉽게투여량결정과용량조절이가능하고, 질환의병리기전중여러단계에작용할수있어야한다. 14 L-carnitine 은체내에서자연합성되거나또는음식을통해섭취되는영양소로지방산의대사에관여하는기존에알려진기능외에도 15 최근항세포자멸사 (anti-apoptotic) 작용, 16 스테로이드유사작용, 17 세포내, 외부의삼투압조절을통한세포막보호작용, 18 미토콘드리아보호작용, 19 항산화작용 20 등다양한기능이밝혀지고있다. 현재로서는유일한근이양증의치료제라할수있는스테로이드와그구조나기능이유사하다는점과, 근이양증의증상발현에관여하는세포고사및근육원형질막의취약성, 산화기스트레스등여러병리기전에보호효과를가진다는점을고려하면, L-carnitine 은흥미를끄는약물이다. 본실험은듀센형근이양증의동물실험모델인 mdx 생쥐에게 L-carnitine 을투여한경우근이양성변화가억제되는지와근육의에너지생성에관여하는주요인자인 L-carnitine 이 mdx 생쥐에서도운동시지구력을증가시키는지확인하고자하는데있다. 또한 L-carnitine 이긍정적인효과를보인다면이것이디스트로핀자체의발현을유도하는지알아보고자하였다. 대상과방법 1. 실험대상 생후 3주된 mdx 생쥐와 C57 생쥐각 10마리씩을대상으로하였는데, 생후 3주나이는어미로부터젖을떼는무렵이자 mdx 생쥐에서는근육변성등의근이양성변화가활발히시작되는시점이다. 21 mdx 생쥐와 C57 생쥐들은각각 5 마리씩두군으로나누어 L-carnitine 투여군인실험군과대조군으로분류하였다. L-carnitine 은식수에용해하여공급하였고매일섭취한물의양을측정하여투여된약물의용량을계산하였다. L- carnitine 투여량은전날생쥐가섭취한식수의평균용량을기준으로하여, 투석을받는사람에게일반적으로투여되는용량인 mg/kg 의 15 약 6-7 배를섭취할수있도록매일농도를조절하였다. 대조군생쥐에게는식수를같은방법으로공급하였고역시일일섭취량을측정하여기록하였다. 실험기간동안생쥐들을 12시간간격의명암주기의환경에서사육하였고실험군과대조군에게동일한사료를무제한으로공급하였다. 모든동물실험은미국국립보건원에서편찬한실험동물관리지침을따랐다. 2. 생리학적검사 1) 체중생리학적검사를하기전모든생쥐의전반적인건강상태및행동변화를확인한후체중을측정하여기록하였다. 생후 3주의체중과실험종료시기인생후 9주의몸무게를측정하여체중증가비율을각군끼리비교하였다. 2) 지구력검사실험군과대조군의지구력을비교하기위해서 Treadmill 검사를이용하였다. 22 수평면으로설치된 Columbus Instrument Rodent Treadmill (Columbus Instruments, Ohio, USA) 을 10 mpm 의속도로 30분간달리게하였다. 생쥐들이계속달리게하기위해서벨트뒷부분에 1.0 ma 의전기선을설치하여생쥐가벨트뒷부분으로밀려올경우가벼운전기자극이가해지도록하였다. 생쥐가지치면달리기를멈추고전기자극선위에앉아쉬는양상을보이는데, 전기자극선에 10초이상머물러있으면휴지기 (resting period) 로간주하였다. 각생쥐에서 30분동안휴지기의횟수를기록하였다. mdx 생쥐와 C57 생쥐들의대조군과실험군을모두대상으로하여

3 L-Carnitine 이근이양증 (mdx) 생쥐의근육병리및지구력에미치는효과 실험종료시까지매주 2회검사하였고, 생체리듬의변화에따른차이를줄이기위해모든운동은오전 11시에서오후 2시사이에시행하였다. 3) 악력검사생쥐들의원위부근력을검사하기위하여 Grip strength meter (Ugo Basile, Comerio, Italy) 를사용하였다. 이기기는설치류들이뒤로잡아당겨지면본능적으로눈앞의물체를붙잡는경향을응용한것으로, 쥐에게근력트랜스듀서 (force transducer) 에연결된막대기를붙잡게한다음쥐의꼬리를뒤로조심스럽게잡아당기면, 쥐가저항을이기지못하고막대기를놓치게되는순간의최대악력이컴퓨터에기록되도록고안된장치다. 23 5회비연속적으로검사하여얻은값의평균을악력으로정하였고, 실험기간동안매주 2회검사하였다. 생쥐들을 10분이상안정시킨다음실험을시작하였고근육피로에의한오류를줄이기위해 Treadmill 운동전에검사하였다. 3. 혈청 Creatine kinase 검사실험종료시인생후 9주에고강도운동에의한근육원형질막의손상정도를평가하기위해편심성운동전, 후의혈청 creatine kinase 농도를측정하였다. 근육세포의손상이가장심한편심성 (eccentric) 운동을위해 30 분간의 15 도하향 treadmill 운동을하였고 24 운동하루전과편심성운동을마친 1시간후의혈청 creatine kinase 농도를비교하였다. 생쥐를 ketamine/xylazine 으로마취시킨상태에서면도칼을이용하여꼬리정맥을얕게절개한다음미세관에혈액을채취하였다. 혈액이응고된다음 4분간원심분리한뒤얻어낸혈청을신선한상태에서 creatine kinase assay kit (Diagnostic chemicals limited, Charlottetown, Canada) 를이용해분석하였다. 4. 편심성운동후원형질막보전 (sarcolemma integrity) 검사 Evans blue dye (EBD) 는분자량이작은다이아조염색시약의하나로정상근육세포는투과하지못하나원형질막이손상된근육세포에는쉽게침투되어변색시키므로원형질막의보전상태를확인하는데유용하다. 25 EBD 는 PBS (0.15 M NaCl, 10 mm phosphate buffer, ph 7.4) 에 10 mg/ml 의농도로녹인뒤직경 0.2 µm의여과지에걸러내어준비하였다. 실험종료 시점인생후 9주의 L-carnitine 투여군및대조군 mdx 생쥐에게 EBD 를체중 10 g 당 100 µl의용량으로복강내에주사하고, 약 12시간후귀와발바닥이푸른색으로변하여 EBD 가전신에순환된것을확인한후 Treadmill 운동을시작하였다. Treadmill 은심장의과부하를방지하고근육의운동부하를높이기위해 15도하향경사로고정하여, 8 mpm 의속도로 30 분간뛰도록하였다. 1.0 ma 의전기자극선을후방에설치하였고필요한경우가볍게대퇴부를밀어 30 분간의운동을모두마칠수있도록하였다. 운동을마친생쥐들을 1시간후에심부마취하에희생시킨후대퇴사두근을분리하여액체질소에냉각시킨 methyl butane 에급속냉동후 7 µm의두께로냉동절편하였다. 절편을 -20 의아세톤에서 10분간고정한뒤 PBS 로 10분간 3회세척하고 Vectashield mountain medium (Vector Laboratories, Inc., Burlingame, CA) 로고정하였다. 근형질막이파괴되어 EBD 에염색된근섬유는형광현미경하에서붉은색을띄게되며, 100 배배율로관찰하여염색된근섬유의정도를비교하였다. 5. 근육조직검사및면역형광염색 L-carnitine 투여 6주째인생후 9주의실험군과대조군 mdx 생쥐를 ketamine/xylazine 으로심부마취하에희생시키고, 대퇴사두근, 전경골근및횡경막근육을분리하였다. 근육들은액체질소에냉각된 methyl butane 에급속냉동시킨뒤 7 µm의두께로동결절편하였다. 절편한조직으로 H&E 염색과면역형광염색하였다. Dystrophin, alpha-dystroglycan, beta-dystroglycan, alphasarcoglycan 면역형광염색을위해서는냉동절편한조직을 3% Bovine serum albumin/pbs 에 30분간반응시킨뒤 PBS 로세척하였다. 1% BSA/PBS 에희석된일차항체에실온에서 90분간반응시킨뒤다시 PBS 로 3회세척하고 1% BSA/PBS 에 1:250 으로희석된 cy3- 접합이차항체로실온에서 30분간반응시켜 labelling 하였다. 이를다시 PBS 로 3회세척한후 permaflour (Immunotech, Marseille, France) 로고정하였다. Dystrophin (1:50), alpha-dystroglycan (1:100), betadystroglycan (1:50), alpha-sarcoglycan (1:20), deltasarcoglycan (1:10) 항체는모두 Department of Physiology & Biophysics, University of Iowa 에서제작한것을사용하였다. Delta-sarcoglycan 항체는절편을 2% paraformaldehyde/ PBS 에 10분간반응시킨후 PBS 에세척하고, 0.1 M glycine/ PBS 에 10분간반응시켰다. 이를다시 0.05% SDS/PBS 에 50

4 오지영강희진김희진이정화최경규박기덕 에서 30분간반응시킨다음 PBS 로세척하고위의일반적인면역형광염색을하였다. 완성된조직표본을광학및형광현미경 (Leica, Wetzler, Germany) 으로관찰하였고모든슬라이드에서형광현미경의발광시간은동일하게하였다. 6. 단백질추출과 Western blot 분석생후 9주의생쥐들을심부마취하에희생한뒤에, 신선한근육조직 100 mg 을단백분해효소억제제 (0.6 µg/ml Peptastatin A, 0.5 µg/ml Aprotinin, 0.5 µg/ml Leupeptin, 0.1 mm PMSF, 0.75 mm Benzamidine, 2.0 µm Calpain I inhibitor, 2.0 µm Calpeptin) 를포함한 1 ml의 TBS (50 mm Tris, ph 7.6, 150 mm NaCl, 5 mm EDTA) / 1% Triton 용액에서균일하게분쇄한후 4000 rpm 의속도로 5분간원심분리하였다. 상층액을분리하여 200 µl의 50% WGA (wheat germ agglutinin) 와혼합한다음 4 에서하룻밤배양한뒤 4, 2000 rpm 에서 5분간원심분리하여침전물을얻었다. 이침전물을 TBS / 1% Triton 으로 3회세척한다음 500 µl의 TBS / 0.1% Triton X-100 / 500 mm N-Acetyl-D-Glucosamine 용액에 1시간동안반응시켰다. 이를 4, 2000 rpm 에서 5분간원심분리하여상층액을얻었다. 얻어진 10 µg의단백질을 3-15 % SDS-PAGE 젤에서분리한후 Transfer buffer (12.5 mm Tris, 96 mm Glycine, 10% Methanol, ph 8.3) 에서 PVDF (polyvinyldifluoride) 로이동시켜 Western blotting 을하였다. PVDF 를 5% milk 가함유된 TBST (TBS / 0.1 % Tween 20) 에 1시간동안반응시킨뒤일차항체인 dystrophin (1:200) 에 4 에서하룻밤동안반응시킨후, TBST 로 5분간 3회세척하고 TBST 에 1:1000 으로희석한 HRP- 접합항토끼 IgG 항체에 4시간동안반응시켰다. TBST 로다시 5분간 3회세척한다음 Supersignal West Dura Extended (Pierce, Rockford, USA) 에 1분간반응시켜단백발현을관찰하였다. 결과 1. 체중변화및생리학적검사소견 실험기간동안생쥐들에서약물투여및 Treadmill 운동에의한이상반응및행동변화는없었다. 생후 3주에서 9주까지의실험기간동안정상대조군과정상실험군은각각 168% 와 217% 의체중증가율을보였고, mdx 생쥐의경우대조군과실험군은각각 229% 와 214% 의체중증가율을보였다. 각군의체중변화는통계적으로유의한차이가없었다. Treadmill 운동중 mdx 생쥐는뚜렷한피로현상을보여실험종료시점인생후 9주까지도자주전기자극선으로밀려왔으나정상생쥐군에서는생후 4주이후에는운동에적응하여휴지기없이 30분간지속적인달리기를마칠수있었다. mdx 생쥐에서 L-carnitine 을투여받은실험군은휴지기횟수가 6주간평균 1.5 회로평균 2.2 회인대조군에비해낮아지구력이높은것으로평가하였다 (p<0.05) (Fig. 1). 악력검사결과연령이증가함에따라악력이비례하여증가하는경향을보였고정상생쥐와 mdx 생쥐모두에서대조군과 L-carnitine 투여군간의유의한차이는없었다 (Fig. 2). 2. 편심성운동전, 후의혈청 creatine kinase 농도 Mdx 생쥐에서 L-carnitine 투여군은운동전혈청 creatine kinase 가 4,910.5±358.8 IU로대조군의 7,250.6±3,358.3 IU보다유의하게낮았고 (p<0.05), 이런차이는운동후현격하게나타나대조군 (28,634±6,498.1 IU) 은실험군 (11,285± 7. 통계 모든수치자료는평균 ± 표준편차로표시하였다. 약물투여후대조군과실험군사이의평균치를비교하기위해서는 Wilcoxon signed rank test 를, 실험기간동안의악력변화와평균휴지기를분석하기위해서는 Mann-Whytney U test (SPSS 11.0) 를사용하였다. 통계분석결과 p<0.05 인경우를유의한것으로간주하였다. Figure 1. The average number of resting period during 30- minute treadmill running for 6 weeks. The L-carnitine treated mdx mice show lower number of resting period compared with their control mdx mice ( a p<0.05). This feature is not apparent in wild type mice.

5 L-Carnitine 이근이양증 (mdx) 생쥐의근육병리및지구력에미치는효과 Figure 2. Comparison of forelimb strength between L-carnitine treated mdx mice ( ) and control mdx mice ( ). The forelimb strength is increased as mice become older, but there is no significant difference of forelimb strength between two groups at the same age. Figure 4. Evans blue uptake in quadriceps muscle after 30- minute strenuous eccentric exercise. The area of Evans blue incorporation in the skeletal muscle, which implies of sarcolemmal disruption, is smaller in L-carnitine treated mdx mice (B) than that of control mdx mice (A) ( 100). Figure 3. Serum creatine kinase of L-carnitine treated and control mdx mice before and after 30 minute- strenuous eccentric exercise. The baseline serum CK is slightly lower in L-carnitine treated group. CK value in control mdx mice significantly rises after eccentric exercise compared with that in L-carnitine treated mdx mice ( a p<0.01). Figure 5. Haematoxylin-Eosin stain of tibialis anterior, quadriceps, and diaphragm muscles in control mdx mice (upper pannel) and L-carnitine treated mdx mice (lower pannel). There are extensive muscle fiber degeneration with some regenerating muscle fibers (arrow head), fat infiltration (asterixis), and calcium deposition (arrow) in both groups. But histology of L-carnitine treated mdx mice demonstrates smaller necrotic areas compared with that of control mdx mice ( 400). 6,761.8 IU) 에비해약 2배가량높은혈중 creatine kinase 농도를보였다 (p<0.01) (Fig. 3). 3. 편심성운동후원형질막보전검사정상생쥐에서는 30분간의격렬한운동후에도 Evans blue 시약에염색된근섬유는매우적었다. 그러나 mdx 생쥐에서는푸르게변색된근육을육안으로도쉽게볼수있었고, 형광현미경으로관찰하였을때는대퇴사두근전반에걸쳐 Evans blue 시약이개개의근섬유내로퍼져들어간것을볼수있었으며근육의중심부보다는주변부의근섬유에서현저해보였다. L-carnitine 을투여받은 mdx 생쥐의근육은대조군 mdx 생쥐의근육과비교해볼때, Evans blue 시약에염색된부위가적었다 (Fig. 4). 이는편심성운동후원형질막이파괴된근섬유가대조군에비해적다는것을의미하는것으로운동후혈청 creatine kinase 가의미있게상승된것과부합하는소견이었다. 4. 근육조직검사및면역형광염색소견 1) Haematoxylin-Eosin 염색 L-carnitine 투여군과대조군모두에서대퇴사두근, 전경골근, 횡경막에광범위한근육변성과재생, 염증세포및지방세포의침윤, 칼슘침착등전형적인근이양성변화가관찰되었

오지영강희진김희진이정화최경규박기덕 Figure 6. Immunofluorescence staining of dystrophin-dystroglycan complex in wild type (upper pannel), control mdx (middle pannel), and L-carnitine treated mdx (lower pannel) mice.

6 오지영강희진김희진이정화최경규박기덕 Figure 6. Immunofluorescence staining of dystrophin-dystroglycan complex in wild type (upper pannel), control mdx (middle pannel), and L-carnitine treated mdx (lower pannel) mice. There is no significant difference of dystrophin and alpha-, beta-dystroglycan, and alpha-, delt- sarcoglycan expression between control and L-carnitine treated mdx mice ( 100). Figure 7. Western blot for dystrophin in control and L-carnitine treated mdx mice. Dystrophin is not expressed both in L-carnitine treated mdx mice (1-5) and control mdx mice (6-10). 다. 같은실험군과대조군내의생쥐들에서도이양성변화에는약간의차이가있었고, 두군간의뚜렷한차이는찾기어려웠다 (Fig. 5). 2) 면역형광염색 mdx 생쥐들에서드물게재생되는근섬유에서 dystrophin 이발현되는것이관찰할수있었으나 L-carnitine 투여군과대조군간에뚜렷한차이는없었다. α-, β-dystroglycan 과 α-, β- sarcoglycan 역시실험군과대조군사이에큰차이가없었다 (Fig. 6). 5. Western blot 분석 L-carnitine을투여받은 mdx 생쥐 5마리와대조군 mdx 생쥐 5마리모두에서디스트로핀발현을관찰할수없어 L-carnitine 이디스트로핀유전자발현과는관계가없는것으로판단하였다 (Fig. 7). 고찰 이번연구결과 L-carnitine 은디스트로핀유전자발현과는관계없이편심성운동에의한근육막의손상을완화시키고지 구력을증강시켜주는것으로생각하였다. L-carnitine 은장기간의혈액투석에의해이차적으로 L-carnitine 이결핍된신부전환자들에게근육경련과근육통을예방또는치료하기위해이미임상에서사용중이고, 26 운동선수들에서는격심한운동후근육통과부종을감소시켜주며 27 울혈성심부전환자에게합병되는근병증을예방하는효과가있음이보고되고있다. 28 신경과영역에서는최근그기전은명확하지않으나당뇨성말초신경병증에서축삭재생을촉진시키고, 29 뇌경색후뇌기능회복에효과가있음 30 이실험적으로밝혀지면서관심을끌고있다. L-carnitine 은미토콘드리아내부로유입된자유지방산이베타산화과정을통해골격근에에너지를공급하는데필수적인성분으로, 유전적또는이차적인원인에의해결핍될경우에너지대사에심각한영향을미치게된다. 자기공명분광기 (MR spectroscopy) 로듀센형근이양증환자들의근육을분석한결과당분해대사물질인젖산과당분합성과정에관여하는아미노산인 glutamate 와 alanine 이모두감소되어있는한편, 정상인에서는발견되지않는 Kreb's 회로의중간대사물인 α- ketoglutarate 가듀센형근이양증환자의근육에서만발견되었다. 31 이는듀센형근이양증환자의근육에너지생산에지방산화대사가중요한역할을함을의미하는증거이다. 그러나, 이들근육에서오히려 acetate 와 carnitine 의농도가모두감소되어있어아마도 carnitine 결핍에의해미토콘드리아내부로지방산이유입되는과정에장애가있을것으로짐작된다. Carnitine 농도감소가근이양성변화에따른이차적인현상인지, 아니면 carnitine 결핍이근이양성변화를유발또는가속시키는지, 그인과관계는분명치않으며, 근이양증환자에서골격근의에너지원으로지방산을우선사용하는이유도정확하지는않으나점차감소되는근육단백을최대한보존하기위한반응일것으로추측되고있다. 32

7 L-Carnitine 이근이양증 (mdx) 생쥐의근육병리및지구력에미치는효과 L-carnitine 이골격근의지방산대사와에너지생산에관여하는역할을고려한다면, 이번실험에서 L-carnitine 을투여받은 mdx 생쥐의지구력이대조군보다높은결과는그리놀랄만한일은아닐지모른다. 주목할점은 L-carnitine 을투여받은 mdx 생쥐들에서편심성운동후혈청 creatine kinase 상승이현저히낮았다는점이다. 편심성운동은근섬유가수축된상태에서그길이가신장되는운동으로하향경사면을걸어갈때대퇴사두근이그예이다. 이런종류의운동은근섬유를과도하게신장시켜근조직을손상시키고결국근섬유의괴사, 국소염증과부종을초래한다. 33 mdx 생쥐에서편심성운동에대한근섬유의손상이정상생쥐보다더현저한데이는근육막이물리적자극에취약하기때문이다. 34 L-carnitine 이편심성운동에대해근섬유보호효과를보인기전은몇가지로추론해볼수있다. 첫째, 삼투압조절에의한근육세포막보호효과이다. L-carnitine 은신장의피질에가장고농도로존재하며세포내, 외부의삼투압을조절하여세포의형태를유지시키는기능을가지고있다. 18 또한당뇨성망막증의가장초기단계는수정체의 L-carnitine 함유량이저하되는것으로, 이로인해수정체가삼투성스트레스에취약해져손상받게된다. 35 근육에서의삼투압조절효과는주로심근섬유에서연구되었는데, 실험적으로심근경색을유도한쥐의좌심실에서 Na + -K + ATPase 의활성도가유의하게감소되어세포부종을초래함이입증되었고, 이는 L-carnitine 투여로억제되었다. 36 골격근에서의 L-carnitine 의삼투압조절효과는아직연구된바는없지만심장근육에서와유사할것으로추정된다. 둘째, 세포막에독성을지닌 long chain acylcarnitine 과 acyl CoA 를제거함으로써근육원형질막을보호하고안정화시키는효과이다. 37 심장이허혈성손상을받은후에는지질분해, 인지질의가수분해등지질대사의변화로 acylcarnitine 이심근세포에축적되어심장근육세포의괴사를촉진시키게되는데, L-carnitine 을투여할경우 acylcarnitine 이배출되어심장근육이손상되는것을방지할수있다고한다. 38 운동시에는에너지를생성하기위해많은양의자유지방산이미토콘드리아내로유입되고결과적으로 long chain acyl 기가증가하므로충분한 L-carnitine 을공급한경우이독성대사산물이배출되어근육막손상이감소될수있었을것이다. 이외에도말초혈관을확장시킴으로써기능적인근섬유허혈을예방하는효과를고려할수있다. 말초혈관폐색성질환환자들에게 carnitine 을투여하여혈관기능이개선된보고가있으며, 39 울혈성심부전환자들에서는종종합병되는혈관확장기능소실로인한혈관기능저하를예방한다는연구결과가있 다. 40 편심성운동시에는상대적으로근섬유가허혈성상태에처하게되므로모세혈관을확장시켜혈액공급을원활하게해줌으로써근육세포의괴사를억제할수있을것이다. 마지막으로는항세포고사효과를들수있다. L-carnitine 은세포고사신호체계를개시하는유전자인 caspase 의발현과활성도를조절하는것으로알려져있다. 41 세포고사역시근이양증의중요한병리기전중의하나로이번연구에는세포고사와연관된실험은포함되지못했지만이의가능성을배제할수는없다. 이번연구의제한점은첫째, 위에서언급한바와같이근섬유에대한모세혈관의비율을비교하거나 caspase 의활성도를측정하지못하여다양한각도를통해 L-carnitine 이운동시근섬유손상을억제하는정확한기전을유도해내지못했다는점이다. 그러나디스트로핀유전자의발현에는아무영향이없는것으로미루어근섬유막을재생시키거나또는근이양성변화를억제하는효과는없는것으로생각하며, 단지기존에알려진 L-carnitine 의에너지공급효과외에운동시이양성변화를보이는근섬유의손상을최소화한다는것을발견한것에의미를둘수있다. 둘째는 L-carnitine 의용량에따라근섬유막보호효과에차이가있는지관찰하지못한점이다. 듀센형근이양증환자에서는혈중케톤농도가상승되어있는데, 공복시 L-carnitine 을다량투여했을경우케톤체형성이증가하여부작용을초래할수도있다. 42 이번실험에서는 L-carnitine 을투여받은 mdx 생쥐에서이상행동등의부작용은관찰되지않았으나약물투여의안전성을확보하기위해서는투여용량에따른임상적득과실을저울질할수있는실험이추가로이루어져야할것으로생각한다. 이번연구를통해 L-carnitine 이듀센형근이양증환자에게효과가있을것이라는이론적인근거는발견하였으나, 실제로어떤환자에게어느정도의용량으로투여해야하는지, 어느정도의임상적호전을기대할수있을지, 또한예상치못한부작용의가능성은없는지에대해서는아직단언할수없으며, 향후이에대한연구가이루어져야할것이다. REFERENCES

8 오지영강희진김희진이정화최경규박기덕 α

9 L-Carnitine 이근이양증 (mdx) 생쥐의근육병리및지구력에미치는효과

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Jksvs019(8-15).hwp Grade I Grade II Grade III 12 대한혈관외과학회지 : 제 20 권 제 1 호 2004 Control Group A Group B Fig. 4. Microscopic findings of vein wall in control, group A and group B on the day of 7 after venous occlusion. The