신생 백서의 저산소성 허혈성 뇌손상에서 Pentoxifylline이 IL-1β 와 TNF-α mRNA 유전자 발현에 미치는 영향

• 영문명: The Effect of Pentoxifylline on IL-1β and TNF-α mRNA Gene Expression in Hypoxic-Ischemic Brain Injury of Immature Rat
• 발행기관: 대한소아신경학회
• 저자명: 김경범(Kyung Burm Kim) 전지현(Gi Hyun Jeon) 김영래(Young Rae Kim) 이정화(Jung Hwa Lee) 이기형(Kee Hyoung Lee) 은백린(Baik Lin Eun) 김순겸(Soon Kyum Kim)
• 간행물 정보: 『Annals of Child Neurology(구 대한소아신경학회지)』대한소아신경학회지 제7권 제2호, 181~187쪽, 전체 7쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 1999.12.20

국문 초록

목 적 : Interleukin-1β(IL-1β)와 Tumor necrosis factor-α(TNF-α)는 다양한 기능을 가진 사이토카인이며, 급성 혹은 만성 뇌손상의 매개체로의 역할이 점차 확인되고 있으나 이들의 정확한 역할에 대해서는 아직 논란이 많다. 최근 연구에서는 Pentoxifylline(PTX)을 이용하여 미성숙 실험 동물 모델에서 저산소상 허혈성 뇌손상을 완화시킬수 있었다. PTX 과 관련된 실험적 연구는 많으나 미성숙 뇌에서 뇌보호 작용기전에 관련된 보고는 매우 드물다. 이에 저자들은 신생 백서의 저산소성 허혈증에서 PTX에 의한 대뇌보호 작용 기전 중 IL-1β와 TNF-α 의 유전자 발현에 미치는 영향을 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 7일괸 Sprague-Dawley 백서를 사용하여 Isoflurane 마취하에 우측 총경동맥을 관찰하고 약 1시간 동안 회복시킨 후 36℃ 보육기 안에 있는 유리용기에서 3시간 동안 8% 산소를 노출시켰다. 실험군은 저산소 노출 직전과 직후 PTX를 각각 40mg/kg를 복강내 투여하였고, 대조군에게는 약물대신 Phosphate buffer solution(PBS)을 사용하였다. 저산소 및 허혈 후 4시간째 동물을 희생시키고 대뇌를 적출한 뒤 좌측과 우측 대뇌를 각각 분리하여 total RNA를 추출하였다. 랜덤 헥사머를 이용한 역전사 과정을 통해 얻어진 cDNA를 사용하여 PCR을 통해 IL-1β와 TNF-α를 증폭하고 동시에 GAPDH를 증폭하여 표준화하였다. 결 과 : 대조군에서 IL-1β와 TNF-α mRNA는 좌우측 모두 발현되었으나 우측 반구에서 현저하게 나타났고, PTX 투여군의 좌측 반구에서 발현되지 않았고 우측 반구에서도 현저히 감소하였다. 결 론 : PTX 투여로 신생 백서의 저산소성 허혈증에 의해 유발된 IL-1β와 TNF-α의 유전자 발현이 감소되었다. 이러한 결과는 PTX의 여러 약리 작용중 IL-1β와 TNF-α 유전자 발현을 특이하게 억제하고 미성숙 실험 동물 모델에서 저산소성 허혈증 뇌손상의 방어 효과와 관련이 있으리라 생각되며 또한 IL-1β와 TNF-α가 신생아의 저산소성 허혈증 뇌병증에서 중요한 매개체라는 사실을 시사한다.

영문 초록

Purpose : Interleukin-1β(IL-1β) and Tumor necrosis factor-α(TNF-α) are multifunctional cytokines that may play important roles both in the normal development of central nervous system and in the response of brain to diverse forms of injury. IL-1β and TNF-α have potent proinflammatory action and the potential to modulate cell growth. Cerebral hypoxia-ischemia selectively stimulates IL-1β and TNF-α gene expression in brain regions susceptible to irreversible injury in perinatal rats. Pentoxifylline, a cAMP phosphodiesterase inhibitor, attenuates hypoxic-ischemic brain injury in immature rats and inhibits TNF-α expression at the transcription level. We hypothesize that pentoxifylline would attenuate the expression of IL-1β and TNF-α mRNA gene expression on hypoxic-ischemic brain injury in immature rats. Methods : To elicit focal hypoxic-ischemic brain injury, 7-d-old(P7) rats underwent right carotid artery ligation, followed by 3 hr of hypoxia(fractional concentration of inspired O₂=0.08). In 3 rats, pentoxifylline(40mg/kg) was injected into the intraperitoneal cavity immediately before and after hypoxia. The other 4 rats were given PBS solutions. IL-1β and TNF-α mRNA content were measured by reverse transcription followed by polymerase chain reaction amplification(RT-PCR) in the samples prepared from the lesioned and contralateral hemispheres killed 4 hr post-hypoxia. cDNA were amplified with primers specific for IL-1beta and TNF-alpha. and also amplified with GAPDH primers which served as an internal control. Results : In control group, hypoxia-ischemia induced IL-1β and TNF-α mRNA expression from the lesioned hemisphere in immature rat brain. In pentoxifylline treated group, IL-1β and TNF-α mRNA expression were attenuated at 4 hr post hypoxia- ischemia. Conclusion : Preteatment with pentoxifylline decreased incidence and severity of hypoxic-ischemic injury in immature rat brain. Pentoxifylline attenuated the expression of IL-1β and TNF-α gene on hypoxic-ischemic injury in immature rat brain. IL-1β and TNF-α may play important roles in the response of the developing brain to acute hypoxic-ischemic injury.

키워드

IL-1β TNF-α Pentoxifyline Hypoxia-ischemia Immature brain