• Title/Summary/Keyword: 저산소성 허혈성 뇌손상

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자살시도로 인한 저산소성 허혈성 뇌손상 환자의 재활치료 - 인지 재활과 연하 재활을 중심으로: 사례연구 (Occupational Therapy in Hypoxic-Ischemic Brain Injury Patient by Suicidal Attempt: Case Report)

  • 이의연;박지혁
    • 재활치료과학
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    • 제7권1호
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    • pp.11-26
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    • 2018
  • 목적 : 본 사례연구는 자살시도로 인한 저산소성 허혈성 뇌손상 환자의 특징적 증상과 신경학적 회복 양상을 고려한 인지 및 연하 재활 중심의 작업치료 중재를 소개하고 중재 효과로 인한 회복 양상에 대해 알아보고자 하였다. 연구방법 : 연구 대상은 자살시도로 인한 저산소성 허혈성 뇌손상을 진단받은 32세 남성으로 치료기간은 2016년 9월 8일부터 12월 6일까지이며, 주 5회 하루 한 번 재활치료를 받았다. 작업치료는 신경학적 기전으로 인한 저산소 허혈성 뇌손상의 특징과 자살이라는 정신 건강학적 특징을 바탕으로 이루어 졌으며, 인지와 연화 재활 중심의 프로그램이었다. 인지기능은 Mini Mental State Examination-Korean(MMSE-K), Computerized Neurocognitive Function Test(CNT), 일상생활활동 수준은 Korean-Modified Barthel Index(K-MBI), 연하기능은 Videofluoroscopic Dysphagia Scale(VDS), American Speech-Language-Hearing Association National Outcomes Measurements System (ASHA-NOMS)로 평가하였다. 결과 : 저산소성 허혈성 뇌손상 환자의 지연성 뇌손상 기전에 따라 인지기능 평가인 MMSE-K, CNT와 일상생활활동 수준을 평가하는 K-MBI, 연하기능을 평가하는 VDS, ASHA NOMS 결과에서 초기 평가 결과에 비해 모든 기능에서 저하가 나타났으나 회복 기전과 함께 재활 치료가 병행되며 모든 기능이 회복되어 초기 평가 수준으로 호전되었다. 결론 : 본 연구 결과 자살시도로 인한 심리적 요인과 저산소성 허혈성 뇌손상으로 인한 인지 및 연하적 요인을 고려한 일반적인 작업치료 프로그램은 환자에게 긍정적 회복 양상을 나타냈다. 이를 바탕으로 저산소성 허혈성 뇌손상으로 인한 지연성 뇌손상이 발생한 환자에게 작업치료의 개입은 필요한 부분이며, 정신건강과 인지 및 연하기능의 중심 프로그램이 개발되어야할 것이다.

주산기 뇌손상의 신경병리적 기전 (Neuropathological Mechanisms of Perinatal Brain Injury)

  • 송주영;김진상
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제15권4호
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    • pp.199-207
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    • 2003
  • 신생아의 정상적인 발달을 저해하고 조기 사망의 주된 원인이 되고 있는 주산기 뇌손상에 관한 신경병리적 기전을 살펴보고자 하였다. 발달하고 있는 과정에서의 주산기 뇌손상은 주로 저산소성-허혈성 뇌손상과 출혈성 뇌손상에 의한 경우가 많다. 저산소성-허혈성 뇌손상과 관련하여 에너지 부전, 세포흥분독성, 미성숙 백질의 선택적 취약성을 고려해 볼 수 있다. 첫번째, 세포호흡에 관여하는 미토콘드리아의 손상과 관련하여 즉각적인 병리와 함께 지연된 양상의 손상을 보인다. 미토콘드리아의 호흡률이 감소하고 칼슘이온의 농도가 상승하여 세포 괴사 및 세포사멸 과정이 진행된다. 두번째, 흥분성 아미노산과 관련하여 미성숙한 뇌에는 NMDA 수용기-채널 복합체의 기능이 매우 풍부하고, phosphoinositide 가수분해가 높아서 흥분독성에 상당히 취약하다. 세 번째, 수초 형성에 중요한 역할을 하는 희돌기교세포가 주산기 뇌손상 특히, 저산소성-허혈성 손상에 취약하다. 희돌기교세포는 글루타메이트에 의한 자유유리기과 사이토카인 손상에 취약하다. 뇌출혈과 관련하여, 미성숙한 뇌는 뇌실 주위에 혈관층이 풍부하나 매우 약한 상태로 재관류 혹은 혈류의 증가로 인해 쉽게 파열된다. 특히 32주 이내인 경우 이러한 손상으로 인해 뇌실주위 백질연화증이 초래된다.

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신생 흰쥐의 저산소성 허혈성 뇌손상에서 항세포사멸사를 통한 taurine의 신경보호 효과 (Taurine exerts neuroprotective effects via anti-apoptosis in hypoxic-ischemic brain injury in neonatal rats)

  • 정지은;김태열;박혜진;이계향;이경훈;최은진;김진경;정혜리;서억수;김우택
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제52권12호
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    • pp.1337-1347
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    • 2009
  • 목 적:타우린은 술폰 기를 산기로 하는 황 아미노산의 일종이며 뇌, 망막, 심장, 근육에 많이 분포되어 있다. 최근 국소적 뇌허혈에 대한 타우린의 신경보호효과에 관한 연구들이 발표되고 있으나 대부분 연구가 성인의 뇌졸중의 치료에 대한 연구이며 신생아시기의 저산소성 손상에 대한 효과를 구체적으로 연구한 바가 없다. 본 연구에서는 타우린이 저산소 상태로 유발된 뇌세포 배양과 신생 백서의 저산소성 허혈성 뇌손상에서 항세포사멸사를 통한 뇌보호 효과가 있는지를 알아보고자 실험하였다. 방 법:재태기간 18일된 태아 흰쥐의 대뇌피질 세포를 배양하여 1% $O_2$ 배양기에서 저산소 상태로 뇌세포 손상을 유도하여 저산소군, 손상 전 후 타우린 투여군($30{\mu}g/mL$)으로 나누어 정상산소군과 비교하였다. 세포사멸사와 관련을 알아보기 위해 Bcl-2, Bax, caspase-3 primer와 항체로 실시간 중합효소연쇄반응과 western blotting을 하였다. 또한, 생후 7일된 백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 저산소(8% $O_2$) 상태로 2시간 노출시켜서, 저산소성 허혈성 뇌 손상을 유발하였고, 뇌손상 전 후 30분에 타우린을 체중 kg당 30 mg을 투여하였다. 저산소성 허혈성 뇌손상 후 1일, 3일, 1주, 2주, 4주 째 뇌를 적출하여 Bcl-2, Bax, caspase-3 primer를 이용하여 실시간 중합효소연쇄반응을 하였고, 동일 항체로 western blotting하였다. 결 과:저산소로 유발된 뇌세포 배양에서 정상군에 비해 저산소군에서 뇌세포 손상이 많았고 저산소 손상전 타우린 투여군에서 뇌세포 손상이 회복되었으며 저산소 손상 후 타우린 투여군에서는 저산소 손상 전 투여군보다 회복력이 떨어졌다. 실시간 중합효소연쇄반응과 western blotting을 이용한 저산소 상태의 태아 백서 뇌세포 배양 실험뿐만 아니라 저산소성 허혈성 뇌손상 동물 모델에서도 타우린을 투여한 경우 Bcl-2의 발현은 증가하고, Bax/Bcl-2의 비율, Bax와 caspase-3의 발현은 감소함을 보였다. 결 론:본 연구에서 타우린은 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 Bcl-2 발현 감소, Bax와 caspase-3 발현 증가를 유발시켜 항 세포사멸사 기전을 통한 신경보호 역할을 하는 것을 알 수 있었다. 그리고 이것은 저산소 손상 후 1주와 2주째에 가장 효과가 있었다.

주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 항세포자멸사를 통한 mycophenolic acid의 신경보호 효과 (The neuroprotective effect of mycophenolic acid via anti-apoptosis in perinatal hypoxic-ischemic brain injury)

  • 김지영;양승호;차선화;김지언;장영채;박관규;김진경;정혜리;서억수;김우택
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제50권7호
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    • pp.686-693
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    • 2007
  • 목 적 : Mycophenolate mofetil (MMF)의 활성 대사산물인 (MPA는 IMPDH의 잠재적인 반응 억제제로써 새로운 면역치료제로 사용되고 있다. 이러한 MPA는 신경계에서 흥분독성 손상 후 뇌세포를 보호하고, 미세아교세포에서는 세포사멸사(apoptosis)를 유도하지만, 저산소성 허혈성 뇌질환에서 MPA의 효과는 아직 알려지지 않아, 본 연구에서 Rice-Vannucci 모델을 이용한 신생 백서의 저산소성 허혈성 뇌 손상과 저산소 상태의 태아 백서 뇌세포 배양에서 MPA의 뇌보호 효과를 알아보고자 실험하였다. 방 법 : 생후 7일된 백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 저산소 (8% $O_2$) 상태에서 2시간 노출하여, 저산소성 허혈성 뇌 손상을 유발하고 뇌 손상 전후에 MPA(10 mg/kg)를 투여하여 대조군과 비교하였다. 또한, 재태기간 18일된 태아 백서의 대뇌피질 세포를 배양하여 1% $O_2$ 배양기에서 저산소 상태로 세포손상을 유도하여 저산소군, 손상 전후 MPA 투여군($10{\mu}g/mL$)으로 나누어 정상산소군과 비교하였다. 세포사멸사와의 관련을 알아보기 위해서 Bcl-2, Bax, caspase-3 항체로 western blotting하였고 Bcl-2, Bax, caspase-3 primer를 이용하여 real-time PCR을 하였다. 결 과 : 형태학적으로 H&E 염색상 MPA를 투여한 군에서 뇌 보호 효과를 보였다. Western blotting과 real-time PCR을 이용한 저산소성 허혈성 뇌손상 동물 모델뿐만 아니라 저산소 상태로 태아 백서 뇌세포 배양 실험에서도 MPA 투여한 경우 caspase-3의 발현과 Bax/Bcl-2의 비율이 감소함을 보였다. 결 론 : 본 연구에서 MPA가 anti-apoptosis 작용을 통하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌 손상에 뇌보호 역할을 하는 것을 알 수 있었고 향후 신생아 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료에 임상적 적용이 가능하리라 생각된다.

저산소성 허혈성 손상을 받은 신생 흰쥐 뇌 해마에서 Fas와 FasL 단백 발현 (Fas/FasL expression in the hippocampus of neonatal rat brains follwing hypoxic-ischemic injury)

  • 장영표;김명주;이영일;임익제;조재주;김종완;여성문
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제49권2호
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    • pp.198-202
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    • 2006
  • 목 적 : Fas는 세포표면 수용체로 세포사멸 신호를 전도한다. 많은 질환에서 세포표면의 Fas가 Fas ligand(FasL)와 결합하여 세포사멸 과정을 유발하게 된다. 연구자들은 7일된 신생 흰쥐에 저산소성 허혈성 손상을 유발한 후 뇌 해마에서 Fas와 FasL의 발현을 관찰하고자 하였다. 방 법 : 7일된 신생 흰쥐를 오른쪽 총 경동맥 영구 결찰 후 8% 산소에 2시간 노출시켰다. 저산소성 허혈성 손상 후 12, 24, 48시간에 뇌를 적출 냉동 보관하였다. Western blotting 방법과 면역형광염색 방법으로 냉동 보관된 뇌의 경동맥을 결찰한 오른 쪽 해마에서 Fas와 FasL의 발현을 관찰하였다. 결 과 : Fas와 FasL의 발현은 저산소성 허혈성 손상 후 12시간에 경동맥이 결찰된 오른쪽 해마에서 크게 증가하고 이후 감소하는 것을 western blotting 방법에 의해 관찰하였다. Fas와 FasL의 면역형광발현은 오른쪽 해마의 CA1 영역에서 손상 후 12시간과 24시간에 대조군에 비해 증가하였다. Fas의 면역형광 발현은 손상 후 48시간에 감소하였으나 FasL의 면역형광발현은 손상 후 48시간에도 지속되었다. 결 론 : 세포표면에서 Fas와 FasL의 발현과 그들의 결합은 저산소성 허혈성 손상을 받은 미성숙 뇌의 신경세포 손상에 기여할 것으로 추측되었다.

Neuroprotective Effect of Dizocilpine (MK-801) via Anti-apoptosis on Hypoxic-ischemic Brain Injury in Neonatal Rats

  • Seo, Min-Ae;Lee, Hyun-Ju;Choi, Eun-Jin;Kim, Jin-Kyung;Chung, Hai-Lee;Kim, Woo-Taek
    • Neonatal Medicine
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    • 제17권2호
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    • pp.181-192
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    • 2010
  • 목적: 비경쟁적 NMDA 길항제인 dizocilpine (MK-801)는 저산소성 허혈성 뇌병증, 외상성 뇌손상, 흥분독성과 같은 신경 질환의 동물 모델에서 보호 효과가 있다고 발표되고 있지만 주산기 가사로 인한 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 그 기전이 명확하게 밝혀지지 않았다. 저자들은 dizocilpine을 이용하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 항 세포사멸사을 통한 기전을 알아보고자 하였다. 방법: 생체외 실험으로 재태기간 19일된 태아 흰쥐의 대뇌피질 세포를 배양하여 3군(정상산소군, 저산소군, 뇌손상 전dizocilpine 투여군)으로 나누었다. 정상산소군은 5% $CO_2$ 배양기(95% air, 5% $CO_2$)에 두었고, 저산소군과 뇌손상 전 dizocilpine 투여군($10{\mu}g/mL$)은 1% $O_2$ 배양기(94% $N_2$, 5% CO2)에서 16시간 동안 뇌세포손상을 유도하였다. 생체내 실험으로 저산소성 허혈성 뇌병증의 동물 모델에서는 생후 7일된 신생백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 6개 군(정상산소군, 수술 없이 저산소군, sham 수술 후 저산소군, 수술 후 저산소군, vehicle 투여후 저산소군, dizocilpine 투여 후 저산소군)으로 나누었고, 저산소 손상은 특별히 제작한 통속에서 2시간 동안 8% $O_2$에 노출시켰다. Dizocilpine은 뇌손상 전후 30분에 체중 kg당 10 mg를 투여하였고, 저산소 손상 후 7일째 조직을 실험하였다. 생체외 내 실험 모두 세포사멸사와 관련된 Bcl-2, Bax, caspase-3항체와 primer를 이용하여 western blots과 실시간 중합효소연쇄반응을 실시하였다. 결과: 세포사멸사와 관련된 생체외 내 실험에서 Bcl-2의 발현은 저산소군에서 정상산소군보다 감소하였으나 dizocilpine 투여군에서 저산소군보다 증가하였다. 그러나 Bax와 caspase-3 발현 및 Bax/Bcl-2의 비는 반대로 표현되었다. 결론: 본 연구에서 dizocilpine은 항 세포사멸사를 통하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 신경보호 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

급성 저산소성 허혈성 뇌손상이 유발된 신생자돈에서 재산소-재관류기 동안 NG-monomethyl-L-arginine과 L-arginine이 뇌의 혈역학 및 에너지 대사에 미치는 영향 (Effects of NG-monomethyl-L-arginine and L-arginine on cerebral hemodynamics and energy metabolism during reoxygenation-reperfusion after cerebral hypoxia-ischemia in newborn piglets)

  • 고선영;강샘;장윤실;박은애;박원순
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제49권3호
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    • pp.317-325
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    • 2006
  • 목 적 : 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상의 병태 생리에서 nitric oxide(NO)가 급성 저산소성 허혈(hypoxia-ischemia, HI) 후 재산소-재관류기(reoxygenation-reperfusion, RR)에 대뇌의 혈역학 및 에너지 대사에 미치는 영향을 규명하기 위하여, NO 합성 억제제인 NG-monomethyl-L-arginine(L-NMMA)와 NO 합성 촉진제인 L-arginine(L-Arg) 투여를 통하여 뇌신경 세포에 어떠한 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 방 법 : 생후 3일 이내의 신생자돈 28마리를 대상으로 무작위로 나누어, Sham 처치만 받은 정상 대조군(n=9), HI와 RR만 유발한 실험 대조군(n=7), HI 이후 RR 직전에 L-NMMA 투여군(n=6)과 L-arginine 투여군(n=6) 등 4군으로 구분하였다. 실험은 ether을 흡입 시킨 후 thiopental을 정주하고, 기관 삽관 후 인공호흡기 등의 처지를 끝낸 후, HI를 유발하기 위하여 실험군에서 수술 겸자로 양측 경동맥을 폐쇄한 후 8% 산소로 30분간 흡입하였고, RR을 시행하기 위하여 경동맥 폐색을 풀고 흡입 산소농도를 60%로 올려 1시간까지 투여하면서 관찰하였다. 생리적 변수로 혈압과 동맥혈 가스 소견을 관찰하였고, 뇌의 혈역학적 변화와 에너지 상태는 near infrared spectroscopy(NIRS)를 이용하여 대뇌의 산화 헤모글로빈($HbO_2$), 환원헤모글로빈(Hb), 환산 헤모글로빈(HbD), 싸이토크롬 $aa_3$(Cyt $aa_3$) 등을 지속적으로 관찰하여 비교하였다. 또한 실험 종료 시 얻은 뇌조직에서 $Na^+$, $K^+$-ATPase의 활성도 및 지질 대사산물인 conjugated dienes, 고에너지 인분자인 ATP(adeninetriphosphate)와 phosphocreatine(PCr)을 비교하였다. 결 과 : 생리적 변수의 변화에서는 실험군 모두에서 정상 대조군에 비하여 혈압, 동맥혈 산소 분압, pH, base excess 등이 유의하게 감소하였고(P<0.05), 젖산은 유의하게 증가하였다(P<0.05). L-NMMA와 L-Arg군에서 실험 대조군과 유의한 차이는 없었다. 실험군에서 RR 1시간 후 pH를 제외한 혈압, 동맥혈 산소 분압, base excess 등의 이상소견은 모두 기저치로 회복되었고, 실험군간에 유의한 차이가 없었다. NIRS 소견에서 $HbO_2$와 HbD는 HI 동안 정상 대조군에 비하여 실험군 모두에서 유의하게 감소하였으나(P<0.05), RR 직후 기저치로 회복되었으며, $HbO_2$는 RR 40분 이후 정상 대조군에 비해 유의하게 감소하였다(P<0.05). Hb은 정상 대조군을 제외한 모든 실험군에서 HI 동안 유의하게 증가하였다가(P<0.05), RR 직후 기저치로 회복되었다. 산화 Cyt $aa_3$는 HI 동안 실험군 모두에서 감소하는 경향을 보였고, RR 이후 다시 증가하였다. 정상 대조군과 각 실험군간에 유의한 차이는 없었다. 뇌의 $Na^+$, $K^+$-ATPase 활성도와 conjugated dienes은 실험군 모두에서 정상 대조군(제1군)에 비하여 유의하게 감소하였다(P<0.05). 뇌의 ATP, phosphocreatine은 실험군 모두에서 정상 대조군과 차이가 없었고, 또한 실험군간에도 유의한 차이가 없었다. 결 론 : 신생 자돈에서 급성 저산소성 허혈 이후 재산소-재관류기 동안 NO 합성 억제제인 L-NMMA나 NO 생성 촉진제인 L-arginine이 뇌 혈역학이나 뇌의 에너지 대사에는 특별한 변화를 일으키지 않았다. 따라서 급성 저산소성 허혈성 뇌손상에서 재산소화 재관류기 초기에는 NO가 뇌손상의 주요한 기전으로 작용하지 않을 것으로 사료된다. 또한 뇌혈역학 및 생화학적 검사 결과 등에서 급성기에는 에너지 부전 상태가 주요한 세포손상 기전이 아니고, 이온 농도의 변화에 의한 뇌부종, 산소유리기에 의한 뇌세포 손상이 저산소성 허혈성 뇌손상의 급성기에 주로 작용하는 뇌세포 손상의 주요 기전임을 시사한다. 따라서 NO 생성 억제제 혹은 생성 전구물질인 L-Arg은 뇌신경 세포 보호 효과를 보이지 않아 급성 주산기 가사의 치료제로서 제한이 됨을 알 수 있었다. 그러나 좀 더 명확한 효과를 보기 위하여 선택적 억제제의 사용, 제제의 용량 및 투여시기, 손상 후 좀더 긴 시간 이후의 변화에 대한 연구가 필요하다.

주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 항고사를 통한 geneticin (G418)의 신경보호 효과 (Neuroprotective effects of geneticin (G418) via apoptosis in perinatal hypoxic-ischemic brain injury)

  • 주미;이현주;이선주;서억수;박혜진;이계향;이경훈;최은진;김진경;이종원;정혜리;김우택
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제51권2호
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    • pp.170-180
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    • 2008
  • 목 적 : 몇몇 항생제가 저산소성 허혈성 뇌 손상에서 뇌 보호 효과를 가진 것으로 밝혀졌지만 아직까지 그 기전에 대해 잘 알려지지 않고 있다. 최근 아미노글루코사이드 계열의 항생제인 G418(geneticin)이 항고사에 의한 암세포 생존을 증가 시키는 것으로 알려졌으며 본 연구는 G418이 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 세포 고사를 억제함으로서 뇌 보호 효과를 나타내는지를 알아보고자 하였다. 방 법 : 임신 18일된 백서의 대뇌피질 신경세포를 배양하여 정상산소 상태군와 저산소 상태군으로 나누고, 두 군을 각각 대조군과 G418 $10{\mu}g/mL$으로 처리한 군으로 나누어서 TUNEL 분석과 caspase 3에 대한 면역조직생화학검사를 하였고, 생후 7일된 신생 백서의 좌측 총경동맥을 결찰 후 절단하고 저산소 상태를 유도하여 G418을 저산소 상태 유도 전 30분과 유도 후 30분에 복강 내로 $0.1{\mu}g/kg$ 투여하고 7일 후에 희생시켜 H&E 염색과 caspase-3에 대해 Western blot과 real-time PCR를 하였다. 결 과 : TENEL 분석상 정상산소 상태군과 저산소 상태군 모두에서 대조군보다 G418 투여군에서 통계학적으로 유의하게 고사세포가 감소되었다(P<0.01). Caspase-3에 대한 면역조직화학검사에서 저산소 손상 전에 G418을 투여한 군에서 손상 후에 투여한 군보다 Caspase-3 발현이 적게 나타났다. 저산소 손상 7일 후에 얻은 신생 백서 뇌의 육안적 관찰과 H & E 염색에서 저산소 상태군의 뇌 용적이 정상산소 상태군의 경우보다 감소된 것을 알 수 있었고, 저산소 손상 전에 G418을 투여한 군에서 손상 후에 투여한 군보다 뇌 조직의 손상이 더 적은 것을 볼 수 있었다. Bax/Bcl-2, caspase-3에 대해 Western blot과 real-time PCR 한 경우에 G418 투여한 군에서 Bax/Bcl-2 비율과 caspase-3 발현이 감소되었다. 결 론 : 주산기 저산소성 허혈성 뇌 손상에서 G418는 뇌 조직의 고사를 억제함으로서 뇌보호 효과를 나타내었다.

신생 백서의 저산소성 허혈성 뇌손상에서 NMDA receptor 조절을 통한 유전자 재조합 인 에리스로포이에틴의 신경보호 (Neuroprotection of Recombinant Human Erythropoietin Via Modulation of N-methyl-D-aspartate Receptors in Neonatal Rats with Hypoxic-ischemic Brain Injury)

  • 장윤정;서억수;김우택
    • Neonatal Medicine
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    • 제16권2호
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    • pp.221-233
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    • 2009
  • 목 적 : 신장에서 분비되어 적혈구를 생산하는 빈혈제로 알려진 에리스로포이에틴(Erythropoietin, EPO)은 단순히 피를 만드는 조혈기능 뿐 아니라 최근 신경계 보호 및 신경강화 효과가 있다고 발표되고 있지만 주산기 가사로 인한 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 그 기전이 명확하게 밝혀지지 않았다. 저자들은 유전자 재조합 인 에리스로포이에틴(recombinant Human EPO, rHuEPO)을 이용하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체와 관련된 흥분성 독성작용을 통한 조절 등 그 기전을 알아보고자 하였다. 방 법 : 재태기간 19일된 태아 백서의 대뇌피질 세포를 배양하여 정상산소군은 5% $CO_2$ 배양기(95% air, 5% $CO_2$)에 두었고, 저산소군과 농도별 뇌손상 전 rHuEPO 투여군(1, 10, 100 IU/mL)은 1% $O_2$ 배양기(94% $N_2$, 5% $CO_2$)에서 6시간 동안 뇌세포손상을 유도하였다. 세포성장과 생존력을 평가하기 위해 MTT 실험을 시행하였다. 동물 모델에서는 생후 7일된 신생백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 6개 군; 정상산소군, sham-operated군, 저산소-허헐성군, 저산소-허헐성+vehicle군, 저산소-허헐성 손상 전 rHuEPO 투여군, 저산소-허헐성 손상 후 rHuEPO 투여군으로 나누었고, 저산소-허헐성 손상은 특별히 제작한 통속에서 2시간 동안 8% $O_2$ (8% $O_2$, 92% $N_2$)에 노출시켰다. rHuEPO은 뇌손상 전후 30분에 체중 kg당 1000 IU를 투여하였고, 저산소-허헐성 손상 후 7일째 조직을 실험하였다. 적출한 조직으로 H&E 염색을 하여 뇌손상을 형태학적으로 관찰하였다. 세포배양 및 동물실험에서 NMDA 수용체의 아단위인 NR1, NR2A, NR2B, NR2C, NR2D를 이용하여 실시간 중합효소연쇄반응을 실시하였다. 결 과 : 저산소군에서 세포 생존률은 정상산소군보다 60% 감소하였으며, rHuEPO 투여군(1, 10 IU/mL)은 80% 증가하였다. rHuEPO 투여군(100 IU/mL)은 회복되지 않았다. 우측 반구 대비 좌측 반구의 범위는 정상산소군 98.9%, sham-operated군 99.1%, 저산소-허헐성군 57.1%, 저산소-허헐성+vehicle군 57.0%, 저산소-허헐성 손상 전 rHuEPO 투여군 87.6%, 저산소-허헐성 손상 후 rHuEPO 투여군 91.6%으로 나타났다. NMDA 수용체의 아단위 생체외 실험에서 실시간 중합효소연쇄반응의 결과 NMDA 수용체 아단위 mRNA의 발현은 rHuEPO 투여군에서 저산소군보다 모두 증가하였다. 결 론 : 본 연구에서 rHuEPO은 흥분성 독성작용과 관련되어 NMDA 수용체를 조절하면서 저산소성 허헐성 뇌손상을 보호하는 것을 알 수 있었다.

Xanthine Oxidase Inhibitor가 저산소성-허혈성 뇌손상이 유도된 신생쥐에 미치는 영향 (Effect of Xanthine Oxidase Inhibitor on Cerebral Hypoxia-Ischemia in Neonatal Rats)

  • 최대호;오연균;박승택
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제45권6호
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    • pp.732-742
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    • 2002
  • 목 적: 저산소-허혈에 대한 신경독성의 규명 및 xanthine oxidase inhibitor인 allopurinol의 저산소성-허혈 유도에 미치는 방어효과를 조사하기 위하여 본 연구를 시도하였다. 방 법: 신생쥐에 우측 총경동맥을 결찰 및 8% O2의 노출로 허혈 및 저산소 상태를 만든 후 저산소성-허혈이 12-72시간 동안 대뇌의 neuron과 astrocyte에 미치는 영향을 조사하여 신경독성을 규명하고, 또한 xanthine oxidase inhibitor인 allopurinol이 저산소성-허혈 유도에 미치는 영향을 조사하기 위하여 저산소성-허혈 유도 15분 전에 150 mg/kg의 allopurinol을 복강 투여한 다음 투여 후 14일 후에 신생쥐를 희생하여 이의 뇌 조직으로부터 순수분리 배양한 신경 세포에 대하여 세포의 수적 변화와 생존율을 비롯하여 LDH와 단백질합성 및 PKC를 조사하였다. 결 과 : 1) 저산소성-허혈은 저산소-허혈 유도 직후부터 72시간 동안 시간경과에 비례하여 신생쥐의 대뇌 neurons의 수와 세포생존율을 유의하게 감소시켰다. 2) 저산소성-허혈은 저산소-허혈 유도 직후부터 72시간 동안 시간경과에 비례하여 신생쥐의 대뇌 astrocyte의수와 세포생존율을 다소 감소시켰다. 3) 저산소-허혈 유도 14일 후 neuron의 수와 세포 생존율 및 단백질합성은 대조군에 비하여 유의하게 감소하였으나 LDH는 매우 증가하였다. 4) 저산소-허혈 유도 직전 allopurinol 처리에 의하여 neuron의 수와 세포생존율 및 단백질합성은 유의하게 증가하였고 LDH치는 현저히 감소하였다. 5) 배양된 neuron에 대한 PKC 조사에 있어서 허혈 유도 10분에 현저한 PKC치의 증가를 보였으며, allopurinol의 전 처리는 허혈 유도에 의한 PKC치의 증가를 유의하게 감소시켰다. 결 론 : 저산소성-허혈은 신생쥐의 대뇌 신경세포에 독성효과를 나타냈으며 활성산소 제거제인 allopurinol은 세포수 및 세포생존률의 증가에 의한 신경세포의 손상보호를 나타내었고, 단백질합성 증가, LDH치 및 PKC치의 감소로 세포손상에 대한 효과적 방어도 관찰할 수 있었다.