• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제38권6호
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• pp.456-464
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• 2005

Objective : The authors investigated whether rotenone induces cellular death also in non-dopaminergic neurons and high concentration of potassium ion can show protective effect for non-dopaminergic neuron in case of rotenone-induced cytotoxicity. Methods : Neuro 2A cells was treated with rotenone, and their survival as well as cell death mechanism was estimated using 3-[4,5-Dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium[MTT] assay, Lactate dehydrogenase[LDH] release assay, fluorescence microscopy, and agarose gel electrophoresis. The changes in rotenone-treated cells was also studied after co-treatment of 50mM KCl. And the protective effect of KCl was evaluated by mitochondrial membrane potential assay and compared with the effects of various antioxidants. Results : Neuro 2A cells treated with rotenone underwent apoptotic death showing chromosome condensation and fragmentation as well as DNA laddering. Co-incubation of neuro 2A cells with 50mM KCl prevented it from the cytotoxicity induced by rotenone. Intracellular accumulation of reactive oxygen species[ROS] resulting by rotenone were significantly reduced by 50mM KCl. Potassium exhibited significantly similar potency compared to the antioxidants. Conclusion : The present findings showed that potassium attenuated rotenone-induced cytotoxicity, intracellular accumulation of ROS, and fragmentation of DNA in Neuro 2A cells. These findings suggest the therapeutic potential of potassium ion in neuronal apoptosis, but the practical application of high concentration of potassium ion remains to be settled.

• 대한핵의학회지
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• 제39권6호
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• pp.421-429
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• 2005

목적: 흡연에 보상 강화 효과는 흡연 시에 담배 내에 포함되어 있는 니코틴 성분에 의한 선조체에서의 도파민 유리가 중심 역할을 할 것으로 생각된다. 지금까지의 여러 동물실험 에서 니코틴과 도파민의 상호 관계와 니코틴에 의한 도파민 유리가 연구되었다. 이 연구에서는 $[^{11}C]raclopride$ PET을 이용하여 생체에서 흡연에 의한 도파민 유리를 영상화 하고자 하였다. 대상 및 방법: 비흡연자이거나 과거 흡연력이 있으나 1년 이상의 금연을 시행한 5 명의 정상인 남자를 대상으로 하였고, 이들의 평균 연령은 24세 이었다. 도파민 D2 수용체 영상을 위한 방사성 리간드인 $[^{11}C]raclopride$를 볼루스+연속 주입법에 의하여 주사하면서 120 분간 30개의 동적 영상($3{\times}20$초, $2{\times}60$초, $2{\times}120$초, $1{\times}180$초, $22{\times}300$초)을 얻었다. 영상 촬영 시작 50분에 니코틴 함량 1mg의 담배를 피도록 하였으며, 담배를 피우기 직전과 흡연시작 5분 후부터 흡연에 의하여 흡수된 혈중 니코틴 농도를 측정하기 위하여 일정 간격으로 정맥혈 샘플을 획득하였다. 30 개의 프레임은 인접 프레임과의 정합에 의하여 움직임을 보정하였고, 움직임이 보정된 120분 간의 동적 영상을 합하여 평균 영상을 만든 다음, 뇌 MRI와 공간 정합을 하였다. 평균 영상과 MRI 의 공간 정합 정보를 이용하여, 각 프레임을 MRI 에 공간 정합시켜, 공간 정합된 동적 영상에서 선조체에 MRI 정보를 이용하여 좌우 각각 3 개의 관심 영역(ventral striatum : VST, precomissural dorsal caudate; caudate nucleus; precommissural putamen; anterior putamen)과 소뇌에 관심영역을 설정하였고, 동적 영상으로부터 각 관심 영역 별로 시간-농도 곡선을 구하였다. $[^{11}C]raclopride$주사 후 선조체에서의 리간드 특이적 결합에 의한 항정상태(statedy state) 에 도달한 후 흡연전 평형 상태(equilibrium state)인 30-50 분과 흡연 후 재평형에 도달한 70-90분 영상에서 각 관심 영역에서의 방사성 농도를 구하였고, 조직비 방법에 근거하여 기저상태 및 흡연 상태의 방사성 리간드의 수용체 결합능 (binding potential;BP)을 구하였다($BP=C_{ROI}/C_{cerebellum}-1$). 흡연에 의한 도파민의 유리는 흡연 전후의 $[^{11}C]raclopride$의 수용체 결합능의 변화율로 계산하였다. 흡연에 의한 혈중 니코틴의 상승은 흡연후 90 분간의 혈중 니코틴의 축적 농도로 계산되었으며, 흡연에 의한 $[^{11}C]raclopride$의 수용체 결합능의 감소율과 혈중 니코틴의 축적 농도와의 상관관계를 스피어만 상관분석법(Spearman's correlation)에 의하여 알아보았다. 결과: 흡연에 의한 선조체에서의 평균 $[^{11}C]raclopride$의 수용체 결합능의 변화는 미상핵에서 4.7%, 전피각에서 4.0%, 복측 선조체에서 7.8% 의 감소를 보여 흡연에 의한 선조체내 도파민 유리를 정량화 하였다. 특히 선조체에서의 도파민 유리에 의한 수용체 결합능의 감소는 흡연에 의한 혈중 니코틴의 축적 농도와 양의 상관관계를 보였다(rho=0.9, p=0.04). 결론: $[^{11}C]raclopride$ PET을 이용하여 비흡연 정상인에서 흡연에 의한 도파민 유리를 영상화 및 정량화 하였고, 흡연에 의한 선조체내 도파민 유리는 흡연시 흡수된 니코틴의 축적 농도와 상관관계를 가짐을 보였다. 이 연구에서의 확립된 방법과 결과는 앞으로 흡연자에서 니코틴에 의한 도파민 신경계의 활성화 연구에 기여할 것이다.