Brain-derived neurotrophic factor가 도파민 함유 신경세포의 생존에 미치는 영향

Abstract

[한글]

BDNF가 도파민 함유 신경세포에 미치는 영향에 대해서는 세포의 생존율을 증가시키거나 혹은 세포손상을 가속화시킨다는 두 가지 상반된 보고들이 있다. 즉, BDNF는 생체 외에서 태생 mesencephalic 신경세포의 생존과 분화를 촉진시키고, 선택적으로 도파민 함유 신

경세포에 독성을 나타내는 MPTP와 6-OHDA의 작용을 억제하는 것으로 알려져 있다. 반면 BDNF를 흰쥐 선조체에 주입하면 오히려 parkinsonosm이 유발되는 등 도파민 함유 신경세포에 미치는 toxic effect에 대하서도 많은 보고들이 있다.

이러한 차이가 병변부위의 국소적인 BDNF의 농도차이에 의한 것이라는 가정하에 본 실험에서는 태아 14일째의 흰쥐태아 중뇌 조직으로부터 배양된 TH양성 신경세포의 생존율이 BDNF의 농도에 따라 영향을 받는지를 보고자 하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. Brain-derved neurotrophic factor(BDNF)는 tyrosine gydroxylase(TH)양성신경세포의 성숙을 촉진하였다.

2. BDNF 100 ng/㎖의 농도까지는 배양시 TH 양성 신경세포의 생존율이 증가하였으나, 300ng/㎖ BDNF 농도에서 배양할 때는 TH 양성 신경세포의 생존율이 감소하였다.

3. BDNF 50 ng/㎖의 농도에서 중뇌 세포를 배양할 때는 TH 양성 신경세포의 세포내 TH함량이 증가하였다. 그러나 300ng/㎖ BDNF 농도에서는 TH 양성 신경세포의 세포내 TH함량이감소하였다.

이상의 실험결과로 BDNF는 100ng/㎖의 농도까지는 태아흰쥐 중뇌 조직으로부터 배양한 TH 양성 신경세포의 생존율을 증가시키나, 300ng/㎖ 의 고농도에서는 TH 양성 신경세포의 생존율을 감소시키는 농도의존적 특성이 있음을 알 수 있었다.

[영문]

Under the conditions of parkinson's disease(PD), activated microglia produces cytokines that may cause dopaminergic neurodegeneration in the substantia migra(SN). It has been reported that activated microglias expressed increased amount of brain derived neurotrophic factor(BDNF), and that a high level of TrkB, BDNF receptor, was expressed normally in dopaminergic neurons of SN, From these observations, it is possivle to speculate that the excess amount of BDNF may lead to the death of SN dopaminergic neurons.

In this experiment, effects of different concentrations of BDNF on the survival of dopaminergic neurons in SN were investigated. Cells were isolated from SNN of fetal rats(E-14)and cultured one day in 10％ FBS-containing DMEM(control). cells were then cultured for 7 days in the presence of different doses of

BDNF(10,50,100,200,300 ng/㎖). Dopaminergic neurons were identified using immunocytochemistry for tyrosine hydroxylase(TH), and survived neurons were measured by counting TH-ractive cells.

As compared to the control cultured in BDNF-free medium, the number of TH-cells increased gradually until 7 days in the presence of low doses of BDNF(10,50,100 ng/㎖) and decreased thereafter, In the presence if high doses of BDNF (200,300

ng/㎖), however, TH-cells decreased in number continuously up to 7 days.

The results suggest that the excess amount of BDNF that is perhaps released from activated microglia in the PD states may participate in the degenerative precesses of dopaminergic neurons in SN.