급성 허혈 손상 시 신경세포 생존향상을 위한 전선량 방사선 조사

Abstract

[한글]급성 심정지 환자에서 허혈성 신경세포 손상이 발생하였을 때 응급의료종사자가 할 수 있는 치료 방법은 뇌-심폐소생술, 제세동, 기관 내 삽관, 혈관 수축제 투여 등으로 제한된다. 허혈성 신경세포 손상에서 저선량 방사선 조사는 신경 세포 손상의 진행을 지연시킬 수 있을 것으로 기대한다. 저선량 방사선 조사를 했을 때 허혈성 신경 세포 손상을 방지하거나 회복을 촉진시키는 일부 인자를 분리하여 규명하고자 하였고, 이들이 신경 세포 괴사를 지연시키고, 신경 세포 회복을 촉진시키는 기전을 알아보고자 하였다. 화학적으로 허혈성 손상을 유발한 PC12세포에 6MV 선상 가속기로 방사선 조사를 시행하였는데, 0.1 Gy 조사 후 PC12 세포에서 mRNA를 분리하였고, 특이적으로 발현되는 유전자를 분리하고자 DD-PCR을 시행하였다. 이후 DD-PCR에서 얻은 자료를 DNA chip 분석을 통해 비교하였고, RT-PCR를 통해 검증하는 방법을 사용하였다. 방사선 조사에서 저선량 방사선은 ionizing radiation이지만 저선량 방사선 노출 후 다시 고선량 방사선에 노출되더라도 유전자 변이, DNA 손상, 세포 사멸 등에서 세포 저항성이 향상되는데, 이는 세포 생존의 적응 반응(adaptive response)으로 설명되어진다. 일련의 실험에서 0.1 Gy 전선량 방사선이 배양세포실험에서 신경 보호 작용이 있는 것으로 알려졌고, 한번 조사했을 때 보호 반응이 최대가 됨을 알 수 있었다. PC12 세포에서 CoCl2 (0.1mM/12h)로 성공적인 화학적 허혈 상태를 유도하였고, 0.1 Gy 전선량 방사선을 조사한 군과 대조군을 비료했을 때 DD-PCR과 DNA chip 분석에서 발현이 감소되는 유전자로 Rattus norvegicus zinc finger and BTB domain containing 7a(pokemon)을 분리하였다. CoCl2로 허혈 손상만 유도하였을 때는 pokemon은 발현이 증가되면서 ARF와 p53은 발현이 감소되었고, CoCl2로 허혈 손상 유도 후 0.1 Gy 저선량 방사선을 조사하면 pokemon 발현이 감소되면서 ARF와 p53은 발현이 증가되었다. pokemon 발현이 증가된 상태에서는 ER stress와 관련된 gene expression이 감소되었다. 한편 허혈 손상없이 pokemon 발현만 over-expression 시키거나 knockdown 시켰을 때는 ER stress 관련 gene expression의 변화는 없었다. 결론적으로 허혈 손상을 유발하였을 때 pokemon 발현은 증가되면서 ER stress와 관련된 pokemon signal pathway가 활성화되는 반면, 허혈 손상 후 저선량 방사선 처치를 하였을 때는 pokemon 발현은 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 새롭게 규명된 내용은 ER stress pathway가 pokemon signal pathway와 연관되면서 oncogenesis 그리고/혹은 appoptosis 등의 세포 운면 결정에 연관되어 있다는 사실이다. 이상의 결과를 in vivo 실험에 적용한다면 응급의료분야에서 중추신경계 손상 환자에게 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

[영문]