AMPA Receptor-Induced Neuronal Cell Death in Rat Hippocampus Following Transient Global Ischemia

• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 정용욱(Yongwook Jung) 홍성원(Sungwon Hong) 고복현(Bokhyun Ko)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제36권 제1호, 77~88쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2003.02.28

국문 초록

허혈로 인한 신경세포사망을 연구하는 분야에서 가장 중요한 문제는 세포자연사 (apoptosis)와 괴사(necrosis)의 과정이 시작되고, 매개되는 요소가 무엇인가를 규명하는 것이다. 본 실험은 일시적 허혈 후 초래되는 해마신경세포의 세포자연사와 괴사의 과정에 AMPA와 NMDA 수용체의 구성단백질의 변화와 calpain과 caspase-3의 발현변화가 미치는 역할에 대해서 조사하였으며, 세포자연사와 괴사의 과정은 신경세사단백질 NF200의 분해, TUNEL과 H & E 염색상의 변화를 근거로 하였다. 일시적 허혈 후 AMPA 수용체의 GluR2 단백질의 감소가 해마신경세포의 사망을 유도하는 직접적 인자가 될 것이라 생각되며, 또한 (1) AMPA 수용체의 GluR2, NMDA 수용체의 NR2A, NR2B 아단위의 분해 그리고 비가역적 신경세포의 괴사는 calpain의 활성화 시기와 일치하며 그 시기는 caspase-3의 활성화 이후가 될 것으로 생각된다. (2) caspase-3의 활성화시기는 해마신경세포의 세포자연사가 최고조로 일어나는 시기와 일치하였다. (3) 신경세사단백질 NF200의 분해는 신경세포 사망의 한 중요한 인자로서 calpain 활성화와 해마 CA1지역 신경세포들의 괴사형 세포사망과 밀접한 관련이 있을 것으로 생각된다. 이러한 결과들은 허혈 후 해마신경세포에서 AMPA 수용체 GluR2의 분해와 calpain의 활성화 그리고 이로 인한 신경세사단백질 NF200의 분해가 해마신경세포의 괴사형 사망에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 암시한다

영문 초록

A central challenge in ischemia-induced neuronal death research is understanding the mechanisms by which apoptotic or necrotic cascades are initiated and affected. We tested potential roles for AMPA and NMDA receptor protein levels and activation of calpain, caspase-3 in the hippocampus at times after transient global ischemia when detectable necrotic or apoptotic cell damage was observed by neurofilament 200 (NF200) degradation, TUNEL, and H & E. We determined that the decrease in the AMPA receptor subunit, GluR2, in response to the transient global ischemia plays a major role in triggering the neuronal cell death in hippocampus. We also examined potential roles for calpain and caspase-3 in ischemic cell death and found that (1) calpain is activated at a time following caspase-3 activation and paralleled degradation of NR2A, NR2B, and GluR2 and irreversible necrotic neuronal changes, (2) caspase-3 is has their maximal expression at the time of highest apoptosis, (3) the NF200 degradation, one of the neuronal deathinducing factors was correlated well with the calpain activation and necrotic changes in the hippocampal CA1 neurons. These results suggest that the significant degradation of GluR2 subunits of AMPA receptor and calpain activation are possibly involved in NF 200 degradation-mediated necrotic hippocampal cell death after transient global ischemia.

키워드

GluR2 Calpain Caspase-3 Neurofilament 200 GluR2 Calpain Caspase-3 신경세사단백질 NF200