백서의 파킨슨씨병 모형에서 동종 태자 선조체 이식 후 숙주의 도파민성 신경세포의 변화

Abstract

[한글]

퇴행성 신경질환의 대표적 질환인 파킨슨씨병의 치료에 대한 연구는 그 병인을 해결하려는 방향으로 진행되어 왔다. 그 연구의 하나는 퇴행성 변화로 인한 흑질내 도파민성 신경세포의 손실에 대하여 도파민 분비를 하는 태자의 도파민성 신경세포나, 부신 수질 세포등을 이식 수술하는 방법과 다른 하나는 퇴행성 변화가 있는 선조체에서 도파민성 신경섬유의 재생을 유도하는 신경향성 인자(神經向性 因子, neurotrophic factor)를 이용하는 연구가 진행 중이다.

현재 여러 문헌상 뇌 이식 수술 및 신경향성 인자의 이용으로 숙주의 선조체의 변화를 유발하는데에 관한 연구는 상당히 진전되었으나 이식 수술 후 퇴행성 변화의 원인 부위인 후질내 도파민성 신경세포의 변화에 대한 연구는 미비한 상태이다. 따라서 저자는 백서에서 6-hydroxydopamine(6-OHDA)을 뇌정위 수술 방법으로 흑질내에 주입하여 흑질에 부분적 손상을 가하여, 일부 도파민성 신경세포가 남도록하는 선택적 파킨슨씨병 모형을 제작하였다. 신경향성 효과를 유발하기 위하여 널리 이용되는 태자의 선조체를 모형의 선조체에 이식한 후 사육하여 행동변화를 관찰하였다. 이 후 흑질 부위의 도파민성 신경세포의 변화를 관찰하기 위하여 Luxol fast blue-cresyl violet 이중 염색 방법과 tyrosine hydroxylase(TH) 면역조직화학 염색을 한 후, 광학 현미경하에서 태자의 선조체를 이식하지 않은 대조군과 태자의 선조체를 모형의 선조체에 이식한 이식군과의 흑질내 잔여 도파민성 신경세포의 차이를 관찰하였다.

선택적 파킨슨씨병 모형 대조군과 이식군과의 행동변화를 apomorphine 유발 회전 반응 검사시 이식군에서 회전수가 약 63% 정도 감소되었으며 이는 대조군과 비교시 통계적 의의를 보였다. 이식군에서 퇴행성 변화를 보인 선조체에서도 이식후 tyrosine hydroxylase-immunereactive(TH-IR) 양성 반응을 보이는 신경섬유의 재생이 관찰되었다. 흑질내의 잔여 신경세포의 수의 비교에서는 전체적으로 병변을 만든 우측 흑질은 좌측 정상 흑질에 비교하여 약 85%의 흑질내 신경세포의 손상이 있었으며, 대조군에서는 평균 10.2±3.6%, 이식군에서는 평균 15.3±6.9% 정도의 신경세포가 남아 있었으나 두군의 통계적 의의는 없었다. TH 면역조직화학 검사에서, 대조군에서는 정상부위에 비하여 손상 흑질 부위의 잔여 신경세포의 모양, 신경돌기 및 신경섬유의 손상이 심하였으나, 이식군에서는 손상부위의 잔여 신경세포의 모양, 신경돌기 및 신경섬유가 비교적 잘 보존되어 있었다.

이상의 결과로 이식군에서는 모형의 선조체에 이식된 태자의 선조체가 신경향성 효과를 나타내어 잔여 신경세포의 퇴행 과정을 억제하며 일부 재생을 유도한 것으로 생각되었다. 그러나 85%이상의 손상이 심한 모형에서 단순히 신경향성 효과만으로 잔여 신경세포를

활성화 시켜 도파민성 신경계를 재생시켜며, 파킨슨씨병 행동이상 증세를 충분히 회복시키지 못하였다. 따라서 흑질내 퇴행성 변화가 심한 경우는 태자의 도파민성 신경세포의 이식이 바람직 할 것으로 예상된다.

[영문]

The strategies of the transplantation of fetal brain tissue for the neurodegenrative disease have been studied. Clinical trials on the transfer of the neurons or other cells compensating for the lost neurons is undergoing in Parkinson's disease. The treatment with neurotrophic factors may prevent "stressed"

neurons from dying, and stimulate nerve terminal regeneration from remaining neurons. Recently, the development of the partially injured Parkinson's rat model which would mimic the pattern of cell loss in human Parkinson's disease may permit

examination of experimental manipulations that promote sprouting of axons of the surviving dopaminergic neurons. Author investigated the changes of remaining dopaminergic neurons in substantia nigra of partially lesioned Parkinson's rat model after transplantation of fetal stiratal graft.

1. Acute changes of dopaminergic neurons in SN after injection of 6-OHDA, were pyknosis, decreased number and destruction of neurons, and surrounding edema.

Neurons distal to injection site were progressively destroyed and degenerated, and their nerve fibers were injured also.

2. In Parkinson's rat model, the number of dopaminergic neurons in right SN was decreased comparing with that of left intact SN. In right SN, glial cells were increased, scar reactions were noticed, and large sifted neuron was not visualized.

Nerve fibers and neuronal Processes of remaining neurons were destroyed and their TH-IR reaction were decreased.

3. The number of remaining neurons in SN of transplantation group was not significantly different from that of control group, but shape, neuronal processes of remaining neurons and axons in transplantation group were less injured than in control group. TH-IR positive neurons in trans-plantation group in which fetal

graft was implanted into SN area sprouted their axons into graft.

4. Apomorphine-induced rotation in transplantation group was degreased comparing with pretransplantation state, and was significantly different from the control group.

These results suggest that the fetal striatal graft may prevent the progressive degeneration and / or induce the regeneration of injured dopaminergic neurons.

Further research should be pursued to explain this findings.