경련이 유발된 흰쥐 신선조체에서 nitric oxide synthase와 칼슘결합 단백질의 변화

Abstract

[영문]

[한글]

Nitric oxide는 면역계, 심혈관계와 신경계 등에서 생물학적 메신저 역할을 하는 기체분

자로 신경계에서는 뇌혈류 조절, 신경접합부 가소성(synaptic plasticity), 신경전달물질

분비, 신경손상과 신경보호 등에 관여하는 것으로 알려져 있다. 세포의 칼슘결합단백질

은 세포 내 칼슘에 결합하여 완충 작용을 하여 세포독성을 완화시키는 단백질로 calbindi

n D28k, parvalbumin과 calretinin 등이 있다. 경련모델에서 nitric oxide나 칼슘결합단

백질의 연구는 경련발생의 중요한 구조인 신선조체에서는 연구된 바 없다. Kainic acid는

glutamate 유사체로, 전신적으로 투여하면 해마, 편도체 등에 흥분성 신경손상을 일으켜

측두엽 경련을 유발한다. 흰쥐의 신선조체는 두 부분으로 나눌 수 있는데 복내영역(vent

romedial sector)은 대뇌피질중에서 이형피질(allocortex)과 중간피질(mesocortex)로부터

투사되고 calbindin D28k가 많고, 배외영역(dorsolateral sector)은 동형피질(isocortex

)로부터 투사되고 calbindin D28k가 적다. 본 연구에서는 kainic acid를 전신적으로 투여

하여 간질 중첩을 일으킨 후, 신선조체에서 면역조직화학염색과 역전사 중합효소연쇄반응

을 이용하여 neuronal nitric oxide synthase(nNOS), calbindin D28k, parvalbumin과 cal

retinin 등의 발현의 변화를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

면역조직화학염색 양성 세포수는 calretinin과 nNOS가 대조군보다 경련유발 후 유의한

감소를 보였고 특히 nNOS는 복내영역보다 배외영역에서 유의하게 더 큰 감소를 보였다.

염색강도 측정에서는 parvalbumin, calretinin과 nNOS가 대조군보다 경련유발 후 유의한

감소를 보였고 배외영역에서 뚜렷한 감소를 보였다. Calbindin D28k, parvalbumin, calre

tinin와 nNOS의 mRNA는 대조군과 모든 경련군에서 발현되었다. 세포사는 관찰되지 않아

위의 변화는 세포의 기능적인 변화로 인한 각 물질의 양적인 변화에 의한 것임을 알 수

있었다.

결론적으로 경련유발 후 신선조체에서는 nNOS의 발현이 감소하여 대뇌피질과는 다른 발

현과정이 있을 것으로 생각되며, nNOS의 발현에는 칼슘결합단백질의 양과 연결되어 있는

대뇌피질의 종류에 영향을 받음을 추측할 수 있었다.

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핵심되는 말 : 신선조체, 경련, nitric oxide synthase, calbindin D28k, parvalbumin, c

alretinin, kainic acid

Change of nitric oxide synthase and calcium binding protein neurons in the

neostriatum of seizure-induced rats

Nitric oxide is a gaseous messenger with biologic functions in the immune,

cardiovascular and nervous system. Nitric oxide has been involved in physiologic

and pathologic events such as regulation of the cerebral blood flow, phenomena of

synaptic plasticity, neurotransmitter release, neuronal damage and neuroprotective

events. Calcium binding proteins such as calbindin D28k, parvalbumin and calretinin

are thought to function as cytoplasmic calcium ion buffers and convey specific

resistance against excessive calcium ion dependent cellular vulnerability. Until

now, there has been no report related to change of neuornal nitric oxide

synthase(nNOS) and calcium binding proteins in the neostriatum after status

epilepticus. Systemic injection of kainic acid, an analog of the glutamate, results

in excitatory damage in hippocampus and amygdala, and induces acute temporal lobe

seizure. The rat neostriatum is divided into the ventromedial and dorsolateral

sectors. The former recieves allocortical- mesocortical input and contains many

calbindin D28k-positive cells. The latter recieves isocortical input. In present

study, we investigated the changes of mRNA and protein expressions of nNOS,

calbindin D28k, parvalbumin and calretinin in the rat neostriatum following kainic

acid-induced seizure activity using immunohistochemistry and reverse

transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR).

Calretinin- and nNOS-positive neurons decreased significantly after status

epilepticus, and nNOS-positive neurons decreased more remarkably in the

dorsolateral sector than ventromedial sector of the neostriatum. Optical density of

parvalbumin-, calretinin- and nNOS-positive neurons decreased significantly after

status epilepticus, especially in the dorsolateral sector. RT-PCR data showed that

calbindin D28k, parvalbumin, calretinin and nNOS mRNA were expressed in the control

group and status epilepticus group. There was no cell death phenomenon in the

kainic acid-treated neostriatum. Therefore the changes of this result seemed to be

decreased content because of the functional changes of the neostriatal cells after

status epilepticus.

In conclusion, we observed a reduction of nNOS-positive neurons in the rat

neostriatum after status epilepticus. The expression of nNOS-positive neurons may

be influenced by calcium binding proteins amount and receiving cerebral cortical

input.