• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제64권5호
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• pp.705-715
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• 2021

Objective : Through our previous clinical trials, the demonstrated therapeutic effects of MSC in chronic spinal cord injury (SCI) were found to be not sufficient. Therefore, the need to develop stem cell agent with enhanced efficacy is increased. We transplanted enhanced Wnt3-asecreting human mesenchymal stem cells (hMSC) into injured spines at 6 weeks after SCI to improve axonal regeneration in a rat model of chronic SCI. We hypothesized that enhanced Wnt3a protein expression could augment neuro-regeneration after SCI. Methods : Thirty-six Sprague-Dawley rats were injured using an Infinite Horizon (IH) impactor at the T9-10 vertebrae and separated into five groups : 1) phosphate-buffered saline injection (injury only group, n=7); 2) hMSC transplantation (MSC, n=7); 3) hMSC transfected with pLenti vector (without Wnt3a gene) transplantation (pLenti-MSC, n=7); 4) hMSC transfected with Wnt3a gene transplantation (Wnt3a-MSC, n=7); and 5) hMSC transfected with enhanced Wnt3a gene (1.7 fold Wnt3a mRNA expression) transplantation (1.7 Wnt3a-MSC, n=8). Six weeks after SCI, each 5×10⁵ cells/15 µL at 2 points were injected using stereotactic and microsyringe pump. To evaluate functional recovery from SCI, rats underwent Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) locomotor test on the first, second, and third days post-injury and then weekly for 14 weeks. Axonal regeneration was assessed using growth-associated protein 43 (GAP43), microtubule-associated protein 2 (MAP2), and neurofilament (NF) immunostaining. Results : Fourteen weeks after injury (8 weeks after transplantation), BBB score of the 1.7 Wnt3a-MSC group (15.0±0.28) was significantly higher than that of the injury only (10.0±0.48), MSC (12.57±0.48), pLenti-MSC (12.42±0.48), and Wnt3a-MSC (13.71±0.61) groups (p<0.05). Immunostaining revealed increased expression of axonal regeneration markers GAP43, MAP2, and NF in the Wnt3a-MSC and 1.7 Wnt3a-MSC groups. Conclusion : Our results showed that enhanced gene expression of Wnt3a in hMSC can potentiate axonal regeneration and improve functional recovery in a rat model of chronic SCI.

• 대한약리학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-9
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• 1995

외상성 척추신경손상후에 병리조직학적 변화가 서서히 일어나며, 손상부위가 안정화되는데 걸리는 시간이 길어서 2차 손상과정이 최초의 기계적 손상을 악화시킴이 오래전부터 잘 알려져 있다. 이러한 2차 손상과정의 개입은 척추신경손상을 약리학적으로 조절하는 시도에 대한 논리적 배경을 제공하고 있다. 흥분성 아미노산은 척수의 정상기능뿐아니라 허혈성 및 외상성 손상에 의한 세포사망에 관여함이 알려져 있어 외상성 척수손상의 2차 손상과정에 이 흥분성 아미노산 수용체가 관여할 것임이 시사되고 있다. Dextrorphan은 화학적으로 우선성 morphinan계통의 약물로 흥분성 아미노산 수용체의 하나인 NMDA 수용체의 선택적 길항제이고 임상적으로 사용가능성이 조사되고 있는 약물이다. 본 연구는 dextrorphan의 처리가 쥐의 척수신경손상후에 나타나는 후지운동기능의 회복과정 및 조직학적 변화에 어떻게 영향을 미치는지를 관찰하여 척수손상 후 일어나는 2차 손상과정에 NMDA 수용체의 개입여부를 확인하고자 하였다. 후지운동기능 회복은 open field test(21 point scale)를 사용하였으며 조직학적 손상의 크기는 손상 8주후에 정량적 조직병리학 방법을 사용하였다. 성숙 자성 Long-Evans 쥐 (무게 $250{\sim}300gm$)를 pentobarbital sodium 마취 (복강내, 40 mg/kg)하에서 9번째 및 10번째 흉추부위의 추궁절재술을 시행하여 10g 무게의 막대를 25mm의 높이에서 노출된 경막에 떨어뜨려 척추손상을 유발하였다. 대조군 (n=15)은 생리식염수를 약물투여군 (각 n=10)은 dextrophan 15 mg/kg, 30mg/kg을 척수손상유발 15분전에 복강내로 투여하였다. Dextrorphan 처리는 척수손상에 의한 동맥압 변동 및 동맥혈액 가스치 (pH, $Pco_2,\;Po_2$)에 영향을 미치지 않았다. 척수손상 2일부터 open field test를 시작하여 일주일에 두번씩 술후 8주간 시행하였다. 첫 $2{\sim}3$일 후에는 후지운동을 전혀 관찰할 수 없었으며 그후 2주일까지 약간 빠른 회복을 보여 후지관절의 운동을 보이고 몸무게를 지탱하였으며 $4{\sim}5$주에는 일부 동물에서는 비정상적인 걸음을 보였다. 그 이후에는 더 이상의 후지운동기능의 회복은 볼 수 없었다. Dextrorphan 투여는 이러한 후지운동회복기능 뿐 아니라 조직손상의 크기에도 전혀 영향이 없었다. 이상의 결과는 NMDA 수용체는 외상성 척추손상 후 일어나는 2차 손상과정에 관여하지 않음을 시사하고 있다.