The Morphologic Changes of Parvalbumin- Immunoreactive Interneurons of the Dentate Gyrus in Kainate-Treated Mouse Hippocampal Slice Culture Epilepsy Model

Kainic Acid로 처리한 해마박편배양 마우스 간질모델에서 치아이랑 Parvalbumin 면역 반응성 사이신경세포의 형태학적 변화

Purpose : Loss of hippocampal interneurons in dentate gyrus has been reported in patients with severe temporal lobe epilepsy and in animals treated with kainic acid(KA). Interneurons contain $Ca^{2+}$- binding protein parvalbumin(PV). The effects of kainic acid on parvalbumin-immunoreactive (PV-IR) interneurons in dentate gyrus were investigated in organotypic hippocampal slice cultures. Methods : Cultured hippocampal slices from postnatal day nine C57/BL6 mice were exposed to $10{\mu}M$ KA, and were observed at 0, 8, 24, 48, 72 hours after a one hour KA exposure. Neuronal injury was determined by morphologic changes of PV-IR interneuron in dentate gyrus. Results : Transient(1 hour) exposure of hippocampal explant cultures to KA produced marked varicosities in dendrites of PV-IR interneuron in dentate gyrus and the shaft of interbeaded dendrite is often much thinner than those in control. The presence of varicosities in dendrites was reversible with KA washout. The dendrites of KA treated explants were no longer beaded at 8, 24, 48 and 72 hours after KA exposure. The number of cells in PV-IR interneurons in dentate gyrus was decreased at 0, 8 hours after exposure. But there was no significant difference in 24, 48 and 72 hours recovery group compared with control group. Conclusion : The results suggested that loss of PV-IR interneurons in dentate gyrus is transient, and is not accompanied by PV-IR interneuronal cell death.

목 적 : 중증 측두엽간질환자와 kainic acid(KA)로 처리한 측두엽간질 동물모델에서 해마 치아이랑의 사이신경세포가 소실된다. 측두엽간질 마우스모델인 마우스해마의 기관형 배양에 의한 KA 간질모델에서 parvalbumin(PV)항체를 이용한 면역조직화학법으로 치아이랑에 분포하는 PV 면역반응성 사이신경세포를 감별염색하여 세포체 및 그 가지돌기의 형태학적 변화를 관찰함으로써 측두엽간질의 병태생리의 일단을 규명하고자 한다. 방 법 : 실험적 간질 모델은 C57/BL6 마우스의 해마박편을 이용한 기관형 배양에서 $10{\mu}M$ KA 투여로 유발시켰으며, PV 항체를 이용한 광학현미경적 면역조직화학법으로 치아이랑에 분포하는 PV 면역반응성 사이신경세포를 감별염색하여 형태학적 차이를 관찰하였고, 또한 이들 세포의 세포수를 계측하고 KA처리 후 배양하면서 시간경과(8, 24, 48, 72시간)에 따라 PV 면역반응성 사이신경세포의 형태학적 변화를 관찰하였다. 결 과: KA 처리를 하지 않고 배양된 해마조직박편(대조군)의 치아이랑에서 PV 면역반응성 세포는 가지돌기 나무가 잘 발달되어 있고 사이신경세포로서 이들은 주로 과립층과 이층 밑의 다형층에 산재하였다. $10{\mu}M$ KA에 1시간 정도 노출되었을 때 PV 면역반응성 사이신경세포의 돌기에는 염주상이 형성되었고 가지돌기는 가늘어져 있었다. PV 면역반응성 사이신경세포는 KA 처리 후 배양액에서 KA를 제거한 뒤 시간이 경과함에 따라 형태학적 회복을 보여주었다. KA 제거 후 8시간 회복군에서 세포돌기의 염주상은 볼 수 없었으며 가지돌기는 가늘어져 있었다. KA 제거 후 24, 48, 72시간 회복군에서도 염주상은 거의 볼 수가 없었으며 가지돌기의 두께도 회복되었다. PV 면역반응성 사이신경세포의 수는 대조군에 비하여 KA 처리군과 KA 제거 후 8시간 회복군에서는 통계학적으로 유의한 세포수의 감소가 있었으나 KA 제거 후 24시간 회복군, KA 제거 후 48시간 회복군 및 KA 제거 후 72시간 회복군에서는 대조군과 차이가 없 었다. 결 론: 이러한 결과는 KA에 의하여 유발된 치아이랑 사이신경세포의 세포소실이 일시적이며 가역적인 현상임을 말해주는 것이다.