PARP-1의 과도한 활성화는 다양한 세포 유형에서 과도한 PAR 생성으로 인한 세포사멸을 유발하며, 뇌 허혈 이후 뉴런에서도 그 결과가 나타난다. 뇌 허혈에서 변화하는 핵심 세포 과정으로는 해당작용, 미토콘드리아 기능, 그리고 산화환원 균형이 있다. 연구에 따르면 PARP-1 과활성화 이후 생성된 PAR은 헥소키나아제-1(HK-1)에 결합할 수 있으며, 이는 해당작용 결함과 그에 따른 미토콘드리아 기능장애를 초래한다. HK-1은 뉴런의 헥소키나아제이며, 해당작용의 첫 반응을 촉매하여 포도당을 포도당-6-인산(G6P)으로 전환한다. G6P는 해당작용의 공통 기질일 뿐 아니라 오탄당 인산화 경로(PPP)의 기질이기도 하다. PPP는 G6P 탈수소효소 활성에 의해 NADPH와 GSH 수준을 유지하는 데 중요하다. 따라서 HK-1의 결함은 세포의 생체에너지 대사를 감소시키는 데 그치지 않고, GSH의 고갈로 인해 산화환원 불균형을 유발한다. 뇌 허혈에서 PAR 매개에 의한 HK-1 억제가 생체에너지 결함과 산화환원 불균형을 초래하는지 여부는 알려져 있지 않다. 우리는 산소-포도당 결핍(OGD)을 마우스 대뇌피질 뉴런에서 사용하여 뉴런 배양에서 뇌 허혈을 모사했으며, PARP-1 활성화가 PAR 생성을 통해 뉴런에서 해당작용, 미토콘드리아 기능, 그리고 산화환원 항상성을 변화시키는 것을 관찰하였다. 우리는 PAR에 대한 약리학적 억제와 아데노바이러스 매개 HK-1의 야생형(wtHK-1) 및 PAR 결합 돌연변이(pbмHK-1) 과발현을 사용하였다. 우리의 데이터는 PAR 억제 또는 HK-1 과발현이 OGD에 노출된 마우스 대뇌피질 뉴런에서 해당작용, 미토콘드리아 기능, 산화환원 항상성, 그리고 세포 생존을 유의하게 개선함을 보여준다. 이러한 결과는 OGD 동안 HK-1에 대한 PAR 결합과 억제가 해당작용의 억제 및 미토콘드리아 기능의 손상으로 인해 뉴런에서 생체에너지 결함을 유도한다는 점을 시사한다.

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