경련유발자극이 흰쥐 뇌에서 heat shock protein 72 유전자발현에 미치는 영향

• 영문명: The Effect of Convulsive Treatments on the Expression of Heat Shock Protein 72 mRNA in the Rat Brain
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 김 현(Hyun Kim) 김창미(Chang-Mee Kim) 강윤희(Yoon-Hee Kang) 유임주(Imjoo Rhyu) 박재현(Jae-Hyun Park) 서영석(Young-Suk Suh)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제32권 제4호, 517~526쪽, 전체 10쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 1999.08.30

국문 초록

경련유발자극이 신경세포에 미치는 영향을 알아보기 위하여 생체방어체계의 중요한 인자로서 세포가 손상받았을 때 발 현하는 것으로 알려진 hsp 72 유전자의 경련유발자극에 의한 발현의 변화를 확인하였다. Kainic acid (KA) 투여와 전기경련충격 (ECS)으로 경련을 유발한 후 hsp 72와 신경세포 활성화의 지표인 c-fos의 유전자 발현의 변화를 in situ hybridization 조직화학법으로 관찰하였다. 신경세포의 손상을 일으키는 것으로 알려진 KA로 경련을 유발한 경우 hsp 72 유전자는 KA투여 후 2시간에 해마와 치아 이랑에서 약하게 발현하기 시작하여 3시간에 해마, 치아이랑, 후각망울, 띠이랑에서 높게 발현하였으며 시상에서도 발현을 보였다. 그후 이들 부위에서 지속적으로 발현의 증가를 보여 KA투여 후 9시간에 가장 높은 발현을 관찰할 수 있었다. 특히 이시 기에는 대뇌피질과 중격부에서도 강한 발현을 보였으며 꼬리조가비핵에서 비교적 높은 발현을 확인할 수 있어 KA수용체가 많이 분포하는 부위와 일치하여 hsp 72 유전자가 발현하는 것을 확인할 수 있었다. KA투여 후 12시간부터 전반적으로 발현의 감소를 보이기 시작하여 KA투여 후 72시간에는 해마 CA3 부위에서만 약한 발현을 보였으며 그 이외의 부위에서는 정상 흰쥐뇌에서와 마찬가지로 hsp 72 유전자의 발현을 확인할 수 없었다. c-fos는 KA 투여 후 15분에 치아이랑과 후각망울에서 발현을 보이기 시작하였으며 그후 점차 발현부위 및 발현정도가 증가하여 KA투여 후 6시간에는 치아이랑, 해마, 대뇌피질에서 높은 발현을 보였으며 후각망울, 꼬리조가비핵, 시상에서도 유의할만한 발현을 보였다. 그 이후 발현이 점차 감소하여 KA투여 48시간 이후에는 발현을 관찰할 수 없었다. ECS로 경련을 일으킨 경우 모든 실험군에서 hsp 72 유전자의 발현을 관찰할 수 없었다. 반면, c-fos는 ECS 후 15분에 치아이랑, 소뇌 및 후각망울에서 비교적 높은 발현을 보였으며, ECS 후 30분에는 이들 부위에서의 발현이 감소한 반면 대뇌겉질에서 발현하였으며 ECS 후 1시간에는 뇌 전체에서 유의할 만한 발현을 관찰할 수 없었다. 이상의 결과에서 KA와 ECS에 의해 유발되는 경련발작에서 hsp72 및 c-fos 유전자의 발현양상이 다른 것을 확인할 수 있 어 KA와 ECS가 경련을 일으키는 기전의 차이로 신경세포에 미치는 영향이 다르다는 것을 알 수 있었으며 KA유도경련에 서 hsp 72 유전자 발현부위가 KA수용체와 일치하는 소견으로부터 KA투여에 의한 hsp 72 유전자의 발현이 경련발작에 의한 이차적인 세포손상에 의한 것이 아니고 KA수용체를 통한 직접적인 작용에 의한 것임을 예측할 수 있었다.

영문 초록

Recently, there are numerous efforts to explain the psycho-, neurological events through molecular biological standards. Because of the property as a strong stimulant to neural cells, convulsions induced by electroconvulsive shock (ECS) or kainic acid are used for neurobiological research. In this study, the effect of systemic administration of kainic acid and ECS on the expression of hsp 72 mRNA in the rat brain was investigated with in situ hybridization histochemistry. The induction of hsp 72 mRNA was observed in the dentate gyrus from 2 hr after KA treatment. After that, the expression was gradually increased in the various areas including dentate gyrus, hippocampus, olfactory bulb, cerebral cortex, caudate-putamen, thalamus, and peaked at 9 hr after KA treatment. At the 72 hr after KA treatment, weak expression was found only in the CA3 area of hippocampus. However, the expression of hsp 72 mRNA was not detected in any ESC treated rat brains, we examined. The inducton of c-fos was observed from 15 min, peaked at 6 hr, and returned to basal level at 48 hr after KA treatment. The expression of c-fos was observed in the same areas that showed induction of hsp 72 mRNA. In the ECS treated rat brains, the induction of c-fos was found in the dentate gyrus, olfactory bulb and cerebral cortex at 15 min and 30 min after ESC. From these results, it may be suggested that the effects of KA treatment and ECS on the neuronal cells are different, and it is due to difference in induction mechanism of convulsion between KA and ECS. And, the similarity between the expression pattern of hsp 72 mRNA by KA and KA receptor suggests that the induction of hsp 72 mRNA is based on the direct effect of KA through KA receptor.

키워드

c-fos kainic acid 전기경련발작 in situ hybridization 조직화학법 유전자발현 Elctroconvulsive shock In situ hybridization histochemistry Gene expression