경련이 유발된 흰쥐 해마에서 Nitric Oxide Synthase와 erbB4의 발현 변화

• 영문명: Expressional Change of Nitric Oxide Synthase and erbB4 in Rat Hippocampus after Seizure
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 박 찬(Chan Park) 이재룡(Jae-Ryong Lee) 김정혜(Jung-Hye Kim) 유진화(Jin-Hwa Yoo) 안희경(Hee-Kyung Ahn) 허영범(Young-Buhm Huh)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제32권 제6호, 811~819쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 1999.12.30

국문 초록

지금까지 연구에서 경련 유발에 의해 해마 (hippocampus)에 존재하는 nitric oxide synthase (NOS) 양성 신경세포의 소실이 일어나고 있음이 알려졌다. 이는 해마가 경련에 대해 반응하여 신경세포의 성장 및 사멸이 조절되고 있음을 암시한다. 이러한 세포의 성장과 사멸은 외부에서 전해지는 성장인자에 의해서 조절된다고 알려져 있다. Polypeptide growth factor는 성장한 뇌의 대뇌와 해마에 존재하는 신경세포의 구조적 변화를 유도하는데 중요한 역할을 한다. 신경성장 조절인자인 neuregulin은 중추신경계와 말초신경계의 신경세포, 말이집세포, 희소돌기아교세포 (oligodendrocytes), 그리고 근육세포에서 분비되어 세포의 증식, 분화 그리고 이동을 조절한다. 따라서 본 연구에서 경련에 따른 해마의 NOS 양성신경세포의 변화를 해마의 각 부위별로 관찰하고 신경성장 조절인자의 수용체인 erbB4의 발현변화와 NOS신경세포와의 공존여부를 관찰하였다. 실험은 kainic acid (KA)를 흰쥐에게 투여하여 경련을 유발한 다음 6시간, 1일, 3일, 6일 경과 후에 해마에 분포하는 NOS와 erbB4 발현세포의 변화를 NADPH-diaphorase (NADPH-d) 조직화학과 면역조직화학을 이용하여 관찰하였고, 각 물질의 mRNA발현 변화를 reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) 을 이용하여 분석하였으며, neuronal NOS(nNOS) 양성 신경세포를 형태학적으로 분석하고자 영상분석기의 densitometry로 NADPH-d 신경세포의 수와 염색강도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 해마에서 NADPH-d 신경세포의 염색강도를 영상분석기를 이용하여 측정한 결과 NADPH-d의 염색성은 대조군에 비해 KA를 투여한 실험군에서 통계적으로 유의성 있게 증가하였다. 특히 KA투여 1일과 3일군에서 강한 염색성을 보였고 그후 6일군에서는 염색성이 약해지는 경향을 보였다. 해마의 부위에 따른 NADPH-d 신경세포수의 변화를 측정한 결과 KA 투여 후 3일군에서 CA1부위의 NADPH-d 신경세포가 통계적으로 유의성 있게 감소하였으나 치아이랑 (dentate gyrus)에서는 유의성 있는 변화를 보이지 않았다. erbB4의 염색성은 대조군에 비하여 실험군에서 증가하였다. 특히 KA투여 후 3일군에서 강한 염색성을 보였다. 또한 해마의 CA1부위에서는 erb4와 NADPH-d가 공존하는 세포가 많이 관찰되었으나 치아이랑에서는 NADPH-d만 염색된 세포가 많이 존재 하였다. 해마에서 nNOS와 erbB4의 mRNA양을 RT-PCR로 측정한 결과, nNOS mRNA가 대조군에 비해 KA투여 후 1일군에서 증가하였으며, erbB4 mRNA는 3일군에서부터 증가하였다. 이상의 결과는 KA에 의해 유발된 경련에 의해 NOS 양성 신경세포가 해마의 부위에 따라 다른 변화를 보이며 이러한 변화 이후에 일어나 는 신경성장 조절인자 수용체인 erbB4의 발현증가는 경련에 의한 신경세포의 손실을 복구하기위한 기전으로 생각된다.

영문 초록

Nitric oxide has been considered to be an important modulator of the epileptic seizure response. Previous studies have mainly focused on the nitric oxide synthase (NOS) expressed in glial cells and vascular endothelial cells in the brain following seizures, while less data have been available reading the change of neuronal NOS (nNOS) produced in neurons. Polypeptide growth factors play a central role in a variety of environmentally induce structural changes in the cortex and hippocampus of adult brain. neuregulin is widely expressed in the central and peripheral nerve cells and Schwann cells, glia, oligodendrocytes and muscle cells, to control cellular proliferation, differentiation and migration. erbB family are the receptors of the neuregulin and consist of erbB2, erbB3 and erbB4. We have, therefore, investigated the change in the expression of nNOS and erbB4 in the rat hippocampus, one of the brain structures most vulnerable to seizures. Rats were injected with kainic acid (KA) and sacrificed 6 h, 1 d, 3 d and 6 d after KA administration. The expression pattern of nNOS and erbB4 was studied using reverse transcription-polymerase chain reaction analysis, NADPH-diaphorase (NADPH-d) histochemistry and immunohistochemistry. The increase in the level of nNOS reached maximal values in samples obtained 1 d after KA treatment. The optical densities of NADPH-d-positive neurons in the CA1 and dentate gyrus (DG) regions of the hippocampus were shown to have increased in samples obtained 1 d and 3 d after injection of KA. The number of NADPH-d-positive neurons in the CA1 regions of the hippocampus was shown to have decreased in samples obtained 3 d and 6 d after injection of KA. However, the number of NADPH-d-positive neurons in the DG region did not change significantly. We show that erbB4 immunoreactivity is increased in hippocampus, reaching maximal levels 3 d after KA treatment, some NOS neurons contain erbB4 protein. We propose that the survival of NOS neuron in the hippocampus after injection of KA is associated with expression of erbB4, neuregulin receptor.

키워드

해마 경련 Nitric oxide synthase neuregulin erbB4 Hippocampus Seizure