• 제목/요약/키워드: 해마신경세포

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외상성 뇌손상 후 해마내 칼슘결합단백질 면역반응의 변화 (Alterations of Calcium-binding Protein Immunoreactivities in the Hippocampus Following Traumatic Brain Injury)

  • 오윤정;김백선;박대균;박경호;고정식;김덕수
    • Applied Microscopy
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    • 제41권4호
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    • pp.235-248
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    • 2011
  • 외상성 뇌손상(traumatic brain injury, TBI)은 다양한 외부요인에 의해 나타나는 직접적인 뇌조직 손상으로, 변성된 뇌신경세포의 지연성 병태생리학적인 변화를 수반하는 질환으로 잘 알려져 있다. 이러한 뇌손상은 그 정도에 따라 인지기능저하 및 운동능력의 손상을 야기하는 것으로 알려져 있으며, 특히, 일부 환자에서는 뇌손상 후유증으로 회귀성 간질발작 증상이 나타나는 것으로 알려 있다. 외상성 뇌손상 후 간질발생기전에 대한 연구에서 GABAergic interneurons의 손상과 다양한 종류의 억제성 사이신경의 작용이 간질질환의 발병에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 외상성 뇌손상 후 초기단계에서 칼슘결합단백질이 발현되는 GABAergic interneurons의 면역반응성이 어떠한 변화를 나타내는지를 분석하고, 이와 같은 발현변화가 외상성 손상 후 간질발생 및 전파에 미치는 영향을 분석하여 이들 사이의 연관성을 규명하기 위하여 연구를 수행하였다. 연구결과 극저온으로 외상성 뇌손상을 주었을 때 극저온 손상에 노출된 대뇌의 해마에서 parvalbumin (PV) 및 calbindin D-28k (CB)와 같은 칼슘결합단백질의 발현이 시간경과에 따라 다양하게 변화되는 것을 확인 할 수 있었다. 극저온에 노출되어 손상을 받은 부위는 뇌손상 후 30분경에 대조군에 비해 PV 및 CB의 발현이 현저하게 감소하였으며, 이들에 면역반응성을 나타내는 신경세포의 숫자도 시간경과에 따라 감소하였으나, 시간이 경과함에 따라 정상수준으로 회복되었다. 그러나, 외상성 뇌손상에 노출되지 않은 반대측 해마에서는 CB의 면역반응성에는 특이한 변화가 없는 반면, PV의 발현은 뇌손상 후 1일 이후부터 대조군에 비해 특이하게 감소하였다. 따라서, 이 실험의 결과는 뇌손상후 해마에서 나타나는 칼슘결합단백질의 감소가 $GABA_A$ receptor를 통한 억제성신경전달의 감소에 관여하고, 이러한 작용에 의해 일시적으로 해마내 신경세포들의 과흥분성 신경전달이 증가하는 것으로 생각된다. 또한, 외상성 뇌손상에 노출되지 않은 반대측 해마에서 나타나는 PV 면역반응 신경세포의 감소는 외상성 뇌손상에 노출된 동측 해마에서 나타나는 칼슘결합단백질의 변화와 함께 외상성 뇌손상 후 간질발생에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

신생 흰쥐 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈에 의한 신경 세포 사망에 대한 성장호르몬의 효과 (Effect of growth hormone on neuronal death in hippocampal slice cultures of neonatal rats exposed to oxygen-glucose deprivation)

  • 홍경식;강지희;김명주;유지숙;장영표
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제52권5호
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    • pp.588-593
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    • 2009
  • 목 적 : 산소-포도당 박탈(oxygen-glucose deprivation, OGD)에 노출된 신생 흰쥐 해마 절편에서 성장호르몬이 신경 세포 보호 효과가 있는지를 연구하고자 하였다. 방 법 : 배양된 생후 7일된 신생 흰쥐의 해마 절편을 OGD에 60분간 노출 시켰다. 이후 각기 다른 세 용량의 성장 호르몬(5, 50, $500{\mu}M$)을 배양액에 투여하고 OGD 노출 후 12 와 24시간에 해마 절편의 상대적 propidium iodide (PI) uptake와 배양액의 상대적 lactate dehydrogenase (LDH) 활성도를 측정하여 성장 호르몬 처치군과 성장 호르몬 처치하지 않은 대조군 사이에 비교하였다. 신경 세포의 세포 사멸에 대한 성장호르몬의 효과를 관찰하고자 caspase-3의 면역 형광 염색과 TUNEL 염색을 시행하였다. 결 과 : 1) 각기 다른 세 용량의 성장호르몬을 처치한 해마 절편의 CA1과 DG에서 상대적 PI uptake는 처치하지 않은 대조군에 비해 OGD 노출 후 12시간과 24시간에 의미 있는 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 2) 상대적 LDH 활성도는 OGD 노출 후 12시간에만 성장 호르몬을 투여한 군의 배양액에서 대조군에 비해 통계적으로 의미 있게 감소하였다(P<0.05). 3) 성장 호르몬($50{\mu}M$)으로 처치한 해마 절편의 CA1과 DG에서 caspase-3 발현과 TUNEL 양성의 발현은 OGD 노출 후 12와 24시간에 대조군과 차이를 보이지 않았다. 결 론 : OGD에 노출된 해마 절편에서 성장호르몬 처치는 확실한 신경세포 보호 효과를 보이지 않았으나 OGD 노출 후 12시간에 배양액으로 LDH 유출을 감소시킬 수 있었다.

열다한소탕(熱多寒少湯)이 kainic acid에 의해 유발된 mouse의 해마체 손상에 미치는 영향 (Effects of Yuldahansotang after kainate administration in the mouse hippocampus area)

  • 김일환;김경요
    • 사상체질의학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.283-299
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    • 1999
  • 1. 연구목적 kainic acid를 실험동물에 주입할 경우 간질발작을 일으키고 변연계 특히 해마체 부위에서 조직의 손상이 일어나게 되는데 이는 사람에 있어 측두엽성 간질에서 보이는 구조적 변화와 유사한 것이다. 본 실험은 신경독성 물질인 kainic acid로 마우스의 해마체에 손상을 유발하고 이 경우에 열다한소탕이 신경보호효과가 있는지의 여부를 알고자한 것이다. 2. 연구방법 kainic acid를 경구투여하고 열다한소탕을 3주일간 복용시키면서 각각 1, 2, 3일과 1주, 3주에 조직을 관찰하였다. 조직손상은 해마체의 CA1, CA3과 thalamus, amygdala 등에서 c-fos 와 DNA fragmentation의 출현 율로 지표를 삼았으며 광학현미경하에서 육안적 관찰을 병행하였다. 3. 결과 및 결론 kainic acid만을 투여한 대조 군에서는 실험 3주째에도 손상지표인 c-fos 와 DNA fragmentation이 발견되었으나 열다한소탕을 투여한 실험 군에서는 실험 약 3일 째부터 손상지표의 발현이 줄어 7일째에는 나타나지 않음을 알 수 있었다. 또한 현미경 하의 육안적 관찰에서도 실험초기 많은 손상을 보였던 신경세포가 2주일 후 어느 정도 회복되는 것을 볼 수 있었다. 이로써 열다한소탕이 kainic acid로 유발된 실험동물의 해마체손상에 대하여 신경세포 보호 효과 및 손상 억제 효과가 있음을 알 수 있었다.

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흰쥐 해마신경세포 가지돌기의 lipid rafts 및 caveolae에서 N-acetylglucosamine kinase의 표현 (N-Acetylglucosamine Kinase is Localized to Dendritic Lipid Rafts and Caveolae of Rat Hippocampal Neurons)

  • 문일수
    • 생명과학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.955-959
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    • 2006
  • 단백질의 serine 및 threonine 잔기에 O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc)의 수식은 핵단백질과 세포질 단백질의 주요 조절인자로 부각되고 있다. 본 연구에서는 GlcNAc를 인산화시켜 GlcNAc 6-phosphate로 만드는 GlcNAc kinase (NAGK, EC2.7.1.59)의 세포내 표현을 면역화학적 방법으로 조사하였다. 배양한 해미신경세포에서 NAGK는 가지돌기를 따라 점박이(punctae)를 형성하였으며, 이 점박이들은 caveolin-1 혹은 flotillin 항체에도 염색이 되었다. 이들은 각각 caveolac와 lipid raft의 표지단백질이기 때문에 본 연구결과는 NAGK가 세포막의 이러한 특수 미세부분(microdomain)에 존재함을 의미하며, 이 미세부분에서 아직 알려지지 않은 어떤 기능을 할 것을 시사한다.

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.

전자파(電磁波)에 노출된 생쥐의 해마에서 운동이 AMPK, ERK-1/2, p38 단백 발현 변화에 미치는 생체 영향 (The Expression changes of AMPK, ERK-1/2, and p38 protein associated with Exercise in the Mouse hippocampus exposed to Radiofrequency Radiation)

  • 이민선;박옥진;김현택;김명주
    • 디지털융복합연구
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    • 제18권3호
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    • pp.267-273
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    • 2020
  • 전자파에 노출된 생쥐에서 운동이 해마에 미치는 생체영향을 확인하고자 뇌의 신경세포에서 많이 발현되는 AMPKα, p-AMPKα, ERK1/2, p-ERK1/2, p38, p-p38 단백질 발현의 변화를 해마에서 조사하였다. 10주 동안 생쥐들을 정상군, 운동군, 전자파 노출군, 전자파 노출 및 자발운동군으로 나누어 비교하였다. 생쥐들은 835 MHz의 주파수를 송출하는 Wave Exposer V20을 사용해 전자파에 노출시켰고, 각 분자들에 대한 단백질 발현량의 차이는뇌의 해마를 분리해 Western blot으로 조사했다. 각각의 분자들과 인산화 분자들에서 유의한 단백질 발현의 증가는 운동군에서 있었으며, 전자파 노출 및 운동군에서는 이들 분자들의 발현이 통계적으로 유의한 수준으로 현저히 감소하였다. 따라서, 본 연구는 기억을 담당하는 해마에서 운동에 의해 신경가소성이 증가할 수 있지만, 전자파에 노출되면 기억 및 인지기능이 영향을 받을 수 있어 전자파가 실제 세포수준에서 기억력에 영향을 미칠 수 있음을 보였다. 앞으로 전자파가 치매에 미치는 임상적 영향에 대한 연구를 진행한다면 흥미 있는 결과를 기대할 수 있을 것이다.

글루코코티코이드 호르몬에 의한 뇌해마의 CA와 Dentate Gyrus 부분의 유전자 발현 변화 (Glucocorticoid Regulation of Gene Expression in Hippocampal CA3 and Dentate Gyrus)

  • 김동섭;안순철;김영진;박병권;안용태;김지연;;허송욱
    • 생명과학회지
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    • 제17권3호통권83호
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    • pp.305-311
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    • 2007
  • 글루코코르티코이드는 해마 조직에서 대사, 스냅신 형성, apoptosis, 신경세포 생성과 세포에 있어서 수지상의 형태에 영향을 준다. 글루코코르티코이드 호르몬에 의한 해마조직의 생리학적 조절을 이해하기 위하여, CA3와 DG (dentate gyrus)에서 유전자 발현에 대하여 조사하였다. Lewis 쥐에 9.5mg의 코르티코스테론 알약 또는 플라시보 알약을 20일 동안 처리한 후에 올리고머 유전자 칩을 이용하여 유전자 발현을 조사 하였다 (Rat Neurobiology U34 Arrays, Affymetrix). 플라시보 알약을 처리한 쥐에서 32 유전자들이 DG보다 CA3에서 발현이 높았으며, 3개 유전자는 CA3보다 DG에서 높은 발현을 보였다. 코르티코스테론 호르몬 처리에 의한 해마조직의 유전자 발현 형태는 해부학적 구조의 차이를 보였다. 특히, CA3에서 6개의 유전자와 DG에서 41 개의 유전자가 호르몬에 의하여 조절 받았으며, 이중 43개의 유전자가 상승 발현하였으며, 4개의 유전자가 하강 발현 하였다. 이들 유전자를 기능에 의해 분류하면, 13개의 신경전달물질관련 유전자, 5개의 이온채널,4개의 전사인자, 3개의 neurotrophic인자, 1개의 각 사이토카인과 apoptosis관련 유전자, 그리고 5개의 스냅신형성관련 유전자가 해마조직에서 발현의 변화를 보였다. 특히, 스트레스 호르몬에 의하여 CA3에서 BDNF의 감소를 볼 수 있었다. 이러한 결과는 호르몬에 의하여 해마구조의 생리학적인 다양성을 내포 하고 있다.

태생후 당귀약침 자극이 태생전 소음스트레스로 인한 태아쥐의 NOS 신경세포 발현에 미치는 영향 (Influence of Postnatal Angelicae Gigantis Radix Herb-acupuncture on Prenatal Noise Stress-induced NOS Expression in the Offspring Rats)

  • 이정석;김이화;이은용
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제23권3호
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    • pp.215-229
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    • 2006
  • 목적 : 당귀는 전통적으로 학습과 기억능력 증진 및 각종 질병치료에 우수한 효과가 있는 것으로 알려져있다. 본 연구에서는 이러한 인삼약침이 소음스트레스가 유발된 태아쥐의 해마 및 시상하부에서 nitric oxide synthase에 미치는 영향을 관찰하였다. 방법 : 당귀약침이 소음스트레스에 미치는 영향을 연구하기 위하여 태아기에 소음스트레스를 유발하고 생후 4주후 7일간 당귀약침을 투여한 후 NADPH-d 조직화학법을 시행하였다. 결과 : 1. 소음스트레스는 태아쥐의 해마 및 시상하부에서 NOS 발현이 유의하게 증가하였다. 2. 당귀약침은 해마 CAI에서만 소음스트레스에 의해서 증가된 NOS 발현을 유의하게 억제하였다. 3. 당귀약침은 시상하부 PVN, DMH 및 LHA에서 소음스트레스에 의해서 증가된 NOS 발현을 유의하게 억제하였다. 결론 : 본 연구를 통하여 당귀약침이 소음스트레스가 유발된 태아쥐의 해마 및 시상하부에서 증가된 NOS 발현을 유의하게 억제시켜 태아의 스트레스 자극에 당귀약침치료가 유의한 효과가 있음을 확인하였다.

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인삼약침이 소음스트레스로 인한 태아쥐의 NOS 신경세포 발현에 미치는 영향 (Effect of Ginseng radix herb-acupuncture on noise stress-induced NOS expression in the offspring rats)

  • 이익재;임강현;서일복;구성태;최선미;김이화
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제23권4호
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    • pp.157-167
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    • 2006
  • 목적 : 인삼은 전통적으로 학습과 기억능력 증진 및 각종 질병치료에 우수한 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 인삼약침이 소음스트레스가 유발된 태아쥐의 해마 및 시상하부에서 nitric oxide synthase에 미치는 영향을 관찰하였다. 방법 : 인삼약침이 소음스트레스에 미치는 영향을 연구하기 위하여 태아기에 소음스트레스를 유발하고 생후 4주 후 7일간 인삼약침을 투여한 후 NADPH-d 조직화학법을 시행하였다. 결과 : 소음스트레스는 태아쥐의 해마 및 시상하부에서 NOS 발현이 유의하게 증가하였다. 2. 인삼약침은 해마 CA1에서만 소음스트레스에 의해서 증가된 NOS 발현을 유의하게 억제하였다 3. 인삼약침은 시상 하부 PVN, DMH 및 LHA에서 소음스트레스에 의해서 증가된 NOS 발현을 유의하게 억제하였다. 결론 : 본 연구를 통하여 인삼약침이 소음스트레스가 유발된 태아쥐의 해마 및 시상하부에서 증가된 NOS 발현을 유의하게 억제시켜 태아의 스트레스 자극에 인삼약침치료가 유의한 효과가 있음을 확인하였다.

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당뇨병 유발 쥐에서 신경 세포 증식에 대한 저선량 방사선의 효과 (The Effect of Low Dose Radiation on the Neuronal Cell Proliferation in Diabetic Rats)

  • 김두순;강진오;홍성언;김상기;이택현;김창주
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제23권3호
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    • pp.157-160
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    • 2005
  • 목적: 저선량 방사선이 당뇨쥐의 해마에서 신경 세포의 증식에 미치는 영향을 확인하기 위해서이다. 대상 및 방법: 정상 쥐를 대상으로 방사선을 조사하지 않은 군, 0.1 Gy 방사선 조사군, 10 Gy 방사선 조사군으로 나눠 방사선이 정상 신경 세포의 증식에 미치는 영향을 확인하였다. 당뇨쥐를 대상으로 한 이차 실험은 방사선을 조사하지 않은 정상 쥐, 방사선을 조사하지 않은 당뇨쥐, 0.01 Gy 방사선 조사한 당뇨쥐, 0.1 Gy를 조사한 당뇨쥐, 1 Gy를 조사한 당뇨쥐, 10 Gy를 조사한 당뇨쥐로 나눠 시행하였다. 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU)를 이용한 면역 염색을 시행하여 쥐 해마의 치아이랑 세포의 수를 세어 비교하였다. 결과: BrdU 양성 세포의 수는 대상으로 방사선을 조사하지 않은 정상쥐, 0.1 Gy 방사선 조사한 정상쥐, 10 Gy 방사선 조사한 정상쥐에서 각각 $45.95{\pm}3.42/mm^2,\;59.34{\pm}5.20/mm^2,\;19.26{\pm}2.98/mm^2$로 나타났다. 당뇨쥐를 대상으로 한 이차 실험에서 BrdU 양성 세포의 수는 방사선을 조사하지 않은 정상 쥐, 방사선을 조사하지 않은 당뇨쥐, 0.01 Gy 방사선 조사한 당뇨쥐, 0.1 Gy를 조사한 당뇨쥐, 1 Gy를 조사한 당뇨쥐, 10 Gy를 조사한 당뇨쥐에서 각각 $55.44{\pm}8.57/mm^2,\;33.33{\pm}6.46/mm^2,\;67.75{\pm}10.54/mm^2,\;66.63{\pm}10.05/mm^2,\;23.59{\pm}6.37/mm^2,\;14.34{\pm}7.22/mm^2$로 나타났다. 결론: 0.1 Gy 이하의 저선량 방사선은 당뇨쥐의 해마 치아이랑세포의 수를 증가시켜 세포 증식효과를 보이는 것을 확인하였다.