인슐린의존성 당뇨병이 유도된 흰쥐의 신경망막에서 parvalbumin 발현 변화

• 영문명: Altered Expression of Parvalbumin in Neural Retina of the Insulin-dependent Diabetic Rat
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 박효숙(Hyo-Suk Park) 박성진(Sung-Jin Park) 박선화(Sun-Hwa Park) 정진웅(Jin-Woong Chung) 천명훈(Myung-Hoon Chun) 오수자(Su-Ja Oh)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제39권 제2호, 149~158쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2006.04.30

국문 초록

칼슘결합단백질은 신경계통에서 활동전위의 지속시간 변화, 신경세포의 돌발반응 능력 촉진 및 과도한 칼슘 유입에 의한 상해로부터 신경세포의 보호 등 다양한 기능을 수행하고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 칼슘결합단백질의 한 종류인 parvalbumin (parv)의 정상 망막 내의 발현소재 및 발현양상과 실험적으로 유도된 당뇨병성 망막에서 parv 발현양상의 변화를 관찰하여, 당뇨병성 망막증에서 parv 기능의 일부를 규명하고자하였다. 생후 8주된 Sprague-Dawley 계 흰쥐를 실험동물로 하여 streptozotocin의 정맥 내 주사로 당뇨병을 유발시켰으며, 300 mg/dL 이상의 혈당치를 나타낸 동물들을 각각 1, 4, 8, 12 및 24주 경과시켜 사용하였다. 각 시기의 동물로부터 분리된 망막에 parv 항체를 사용한 면역세포화학법과 Western blot 법을 시행하였다. 정상 망막에서 parv 면역반응성은 서로 다른 두 종류의 무축삭세포와 전위무축삭세포에서 나타났다. 속핵층에 위치한 첫 번째 유형의 무축삭세포는 강한 면역반응성과 특징적인 공모양 부속돌기를 지닌 AII 무축삭세포였으며, 또 다른 세포는 강한 반응성과 속얼기층에 수평으로 길게 뻗고 있는 돌기를 지니고 산재해 있는 무축삭세포였다. 당뇨병 망막에서 parv 면역반응성은 주로 세포질돌기에서 저하되었으며, 각 parv 면역반응 무축삭세포들의 수적 변화는 두드러지지 않았다. 특징적으로 당뇨병 경과 4주부터 일부의 이극세포가 parv 면역반응성을 나타내기 시작하여, 이후 시기가 경과됨에 따라 parv 면역반응 이극세포의 수도 증가하였다. 당뇨병 망막에서 parv 단백질의 양적인 변화를 정량적으로 분석한 결과, 당뇨병 4주 때 일시적으로 증가현상을 나타내었을 뿐 그 외의 당뇨병 시기에서 큰 변화를 나타내지 않았다. 당뇨병 망막에서 parv 면역반응 이극세포의 종류 및 특성을 규명하고자 이중면역형광법을 실시한 결과, parv 발현 이극세포가 일부 유형의 원뿔이극세포 표지자인 Glt-1b와 공존하고 있음을 확인하였다. 또한 parv 면역염색된 망막의 전자현미경 관찰 결과, 속얼기층에서 AII 무축삭세포 돌기들 사이에, AII 무축삭세포 돌기와 이극세포의 축삭 사이에 교통연접이 형성되어 있음을 확인하였다. 이상의 결과로 parv 활동능이 당뇨병 상해에 반응하여 AII 무축삭세포에서 특정 원뿔이극세포로 전이되었음을 알 수 있었으며, 이는 특정 원뿔이극세포와 AII 무축삭세포 간의 교통연접을 통하여 이루어진 것으로 생각된다.

영문 초록

Calcium-binding proteins in the nervous system are functioned in Ca2+ buffering and Ca2+ transport and regulation of various enzyme systems. They potentially have a number of different effects on cells including altering the duration of action potentials, promoting neuronal bursting activity and protecting cells against the damaging effects of excessive calcium influx. The present study has been designed to clarify the differential responding patterns of parvalbumin immunoreactive neurons in the rat retina following diabetic injury, for better understandings of role of parvalbumin in the retinal circuitry and in calcium homeostasis. Experimental diabetes was induced by a single intravenous injection of streptozotocin in a dose of 60 mg/kg body weight. Diabetic rats showing high blood glucose levels (above 300 mg/dL) were cared for 1, 4, 8, 12 and 24 weeks, respectively. The retinas at each time point were processed for immunohistochemistry and Western blotting using antiparvalbumin antibody. In the rat retina at normal, parvalbumin immunoreactivity appeared in AII amacrine cells, amacrine cells of a widefield type and displaced amacrine cells. A few bipolar cells are also showed the reactivity. During diabetes, the intensity of parvalbumin immunoreactivity is decreased especially in the AII amacrine cells. The cell number of parvalbumin immunoreactive neurons has showed no large changes throughout the diabetes, except that of bipolar cells. That population of parv immunoreactive of bipolar cells has increased remarkably at later diabetic periods. The protein levels of parvalbumin have showed transiently a slight increase at earlier diabetic periods, and then decreased to lower than that of normal. Parvalbumin immunoreactive bipolar cells at diabetes are co-localized not with PKC-α or recoverin, but with glutamate transporter Glt-1b. AII amacrine cell processes were joined with each other and with axon terminals of presumed cone bipolar cells by gap junction. These results suggest that the calcium buffering activity of parvalbumin is shifted from AII amacrine cells to a certain type of cone bipolar cells, in response to diabetes. This event may be occurred through electrically coupled gap junction in between these cell processes.

키워드

parvalbumin 면역세포화학법 AII 무축삭세포 이극세포 망막 당뇨병 Parvalbumin Immunocytochemistry AII amacrine cell Bipolar cell Retina Diabetes