목적: PET은 해상도 한계로 인하여 각종 소동물 실험에서 영상화하는데 현실적인 어려움이 많았다. 마이크로 PET의 등장으로 랫트나 마우스와 같은 실험 동물을 보다 나은 해상도로 평가할 수 있으나 실험 동물의 크기가 작기 때문에 영상이 사람에서와 같이 선명하지는 않다. 고양이와 같은 중소형 동물은 뇌가 상대적으로 크기 때문에 마이크로PET을 이용하여 보다 선명한 영상을 얻을 수 있다. 이 연구에서는 고양이 뇌 경색을 구축하고 마이크로PET으로 평가하였으며 시간에 따른 변화도 같이 평가하였다. 대상 및 방법 : 수컷 고양이 2마리를 사용하였으며, 체중은 각각 3.0 kg, 3.3 kg 이었다. Xylazine과 Ketamine HCl으로 마취하였다. 고양이 대천문에서 오른쪽으로 1cm되는 곳에 burr 구멍을 뚫은 후 30 G 바늘을 삽입하여 collagenase type IV 10 ${\mu}l$를 5분에 걸쳐 주사하여 뇌 경색 모델을 만들었다. 경색을 만든 후 1일, 11일, 32일 후에 마이크로 PET R4 scanner (Concorde Microsystems Inc., Knoxville, TN)을 사용하여 $^{18}F$-FDG PET 영상을 얻었다. 추가로 경색 13, 47일에 사람용 PET scanner (Gemini, Philips medical systems, CA, USA)를 사용하여 FDG-PET 촬영을 하였다. 결과: 성공적으로 고양이 뇌출혈경색 모델을 만들 수 있었으며 마이크로 PET으로 얻은 영상에서 병변의 당 대사는 시간이 지남에 따라서 호전되었다. 사람용 PET으로도 병변을 확인할 수 있었다. 결론: 고양이 2마리에 두개골을 통해 collagenase를 주입하여 성공적으로 출혈성 뇌 경색 모델을 만들었으며 $^{18}F$-FDG 마이크로 PET으로 영상화할 수 있었다.
Zinc는 인체 내에 철$(Fe^{2+})$다음으로 많은 trace element로서 200여개 효소의 기능에 필수적일 뿐만 아니라 신경계통내에서는 신경조절물질로 작용한다. 뿐만 아니라 허혈, 간질 및 퇴행성 뇌질환의 주요 병리기전에도 관여되어 있다. 그러나 대부분의 Zinc는 단백질에 결합되어 (bound form)신경세포의 세포질 및 핵질내에 존재하고, 10% 이하의 Zinc는 이온상태(free form, $Zn^{2+}$)로 신경종말 (Zinc enriched terminal)에 있는데 , 후자만이 조직화학법으로 가시화된다. 최근까지 새로 개발된 조직화학법으로 Zinc enriched(ZEN)neurons의 분포에 관한 연구가 각광받고 있으나, 국내에서는 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 이에 본 연구자는 고전적인 조직화학법의 기본 원리를 소개하고, 렛드 중추신경계통내 Zinc의 분포를 광학 및 전자현미경으로 관찰하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 실험동물은 Wistar 계통의 랫드(10주령)와 BALB/c 마우스이며, 마취제로는 Pentobarbital(50mg/kg)을 이용하였다. 생체 뇌조직내 이온상태의 $Zinc(Zn^{2+})$를 침전시키기 위하여 selenium(10mg/kg, i.p.)을 처리하였고, 1시간 후 3% Glutaraldehyde액으로 관류고정하여 동물을 희생시켰다. 뇌와 척수를 꺼내어 sucrose에 가라앉을때 까지 담가두었다가 Dry Ice를 이용하여 얼리고, Freezing microtome위에서 $30{\mu}m$두께의 절편을 작성하였다. 조직절편내 $Zn^{2+}$을 동정하기 위한 조직화학법으로는 autometallography (AMG) (Danscher, 1985)를 이용하였다. 광학현미경하에서 밝혀진 Zinc의 분포는 해마복합체를 비롯한 종뇌의 여러부위에 고농도로 분포하였고, 척수에는 중간정도, 그리고 소뇌 및 뇌간에는 매우 낮은 농도로 분포하였다. 전자현미경에서 관찰된 AMG염색과립(silver grains)은 신경종말에 있는 연접소포에 국한되었으며, 이러한 ZEN terminals은 주위 여러 신경세포의 돌기(dendrites)및 세포체 (soma)에 특이한 연접을 이루고 있었다. 즉 후각망울을 포함한 종뇌에서는 주로 비대칭연접 (asymmetrical synapses)이 관찰되었던 반면에, 척수에서는 대칭연접(symmetrical synapses)을 이루고 있었다. 이상의 결과를 종합하면, 신경종말내 연접소포에 Zinc를 함유하고 있는 소위 ZEN terminals은 중추신경계통에 광범위하게 분포하고 있으며 또한 신경부위에 따라 다양한 분포와 미세구조의 차이를 보였다. 이러한 사실은 중추신경계통내에서 Zinc가 영위하는 신경생물학적 기능이 신경부위에 따라 다양할 것임을 시사한다.
배경: 1971년 calne에 의해 계통발생학적으로 조화성과 비조화성으로 분류된 이종이형이식이 발표된 이후, 계통발생학적으로 서로 공통점이 없는 비조화성과 공통점이 있는 조화성의 이종이형이식에서 초급성 거부반응과 촉진된 급성거부반응으로 나누어지나, 이런 조화성의 이종이형의 심장이식시에는 초급성거부반응이 없는 상태로 이종이형의 이식의 연구기회를 제공하게된다. 쥐모델에서의 조화성의 이종이형이식의 생존율을 높이는 현재의 치료법들은 높은 사망율 때문에 많은 연구재에서 이상적이지 못하다. 기존의 사이클로스포린A(Cyclosporine A) 나 새로운 면역억제제인 푸린 합성억제제인(purine synthesis inhibitor) 마이코페놀레이트 모페틸(Mycophenolate Mofetil, RS61443)은 현재 동종이형이식에는 효과적으로 임상에 이용되고 있다. 대상 및 방법: 잡종휜쥐를 수혜군으로 다 자란 생쥐를 기증군으로하여 이를 다시 4개군으로 나누어 제 1군(대조군)은 전처치나 치료약제의 투여가 없었던 군으로, 제 2군은 이식전 7∼10일전에 전처치로써 비장적출술을, 제 3군은 기존의 면역억제제인 사이클로스포린A로 치료한 군으로, 제 4군은 사이클로스포린과 새로운 면역억제제인 마이코페놀레이트 모페틸(RS 61443)을 동시에 투여한 군으로 나누어 각 군간의 술후 생존율을 비교하였다. 결과: 본문의 표와 그림에서 보여 주는 바와 같이 각군간의 생존율의 차이는 없었다. 결론: 본 저자등은 결론적으로 조화성의 이종이형의 이식은 동종이형의 이식의 지난 보고와는 거부반응이 서로 다르며, 기존 혹은 새로운 면역억제제인 마이코페놀레이트 모페틸의 투여도 이들 이종이형의 이식후 생존율을 연장하는데는 효과적이지 못하였다.
장 질환은 점막 세포의 파괴로부터 진행되어 장 상피세포벽의 기능상실, 비정상적인 장벽 활동을 야기하며, 이는 또 다시 염증반응의 가속화를 야기하는데[1], 여러 연구에도 불구하고 염증성 장질환에 대한 병변은 뚜렷이 밝혀진 바가 없다. 지난 수년간 병리학적 기전에 근거한 염증성 장질환에 대해 여러 연구가 이루어져 왔으며, 현재 만성적인 염증성 장 질환의 경우 여러 종류의 혈중 사이토카인 증가로 인한 과도한 세포 면역반응과 관련이 있을 것으로 추정되고 있다. 이러한 이유로 비정상적인 면역반응을 유도하는 전염증성 사이토카인인 TNF-${\alpha}$와 같은 특정 사이토카인의 발현을 전사단계에서부터 선택적으로 제거하는 방법을 통해 염증성 질환의 예방 및 치료에 접근하고자 하는 시도가 기대를 모으고 있다. 향후 면역반응 조절을 통한 염증성 장 질환 연구는 장 질환 자체의 세부적인 치료법에 대한 발전뿐만 아니라 염증과 관련된 여러 질병들의 병리학적 증상에 대해서도 새로운 접근법을 제시할 수 있을 것이다. Immunex(Enbrel), J&J/Centocor(Remicade)와 같은 사이토카인 억제제-쥐에서 유도된 단일클론 항체-의 경우 여러 연구를 통해 염증성 장질환 환자들의 증상을 완화하는 것으로 밝혀졌으나 면역과 관련된 부작용을 동시에 갖고 있으며, 비용적인 문제와 주사제를 이용해야 하는 치료방법의 제한점을 가지고 있다. 이러한 이유로 환자 모두가 사이토카인 억제 약물을 통한 치료를 받는 것이 현실적으로 어려운 상황이다. 본 연구는 양(羊)의 초유(初乳)에서 생성된 TNF-${\alpha}$ 항체의 TNF-${\alpha}$의 활성을 억제를 통한 염증반응 완화능을 세포단계의 생물검정과 장 염증이 유도된 동물모텔을 통해 검증하였다. 양(羊)의 초유(初乳)에서 생성된 TNF-${\alpha}$ 항체의 사이토카인 발현 억제능을 살펴보기 위하여 세포 생물검정을 수행하였다. 항체는 1 : 10,000 희석배율에서 TNF-${\alpha}$의 활성을 완전히 억제하였으며 동일한 양의 다른 양유(羊乳)를 이용한 실험에서도 억제능의 정도에 일부 차이를 보였으나 대조군에 비하여 모든 실험군에서 TNF-${\alpha}$의 활성이 억제었다. 동물실험 1의 경우 초기 시범 실험을 통해 염증유도 물질인 PAF(Platelet activating factor)와 LPS(Lipopolysaccharides)의 투여량을 설정하였으나, 본 실험 중 과도한 장내 염증반응으로 인해 출혈을 일으키거나 폐사하였으며, 동물실험 2에서는 TNBS(Trinitrobenzenesulphonic acid)를 이용한 대장염 유도를 시도하였으나, 실험군의 50% 정도만이 대장염으로 인한 전형적인 체중 감소와 일반적인 병리학 증세를 보였다. 이상의 결과로 미루어 면역반응을 통해 생성된 양(羊)의 초유(初乳)에 함유된 TNF-${\alpha}$ 항체는 WEHI-13 VAR 세포의 TNF-${\alpha}$ 활성을 유의적으로 억제함을 확인할 수 있었다. 동물실험 1의 경우, 예상되는 TNF-${\alpha}$ 항체의 염증반응 억제 효과보다 유도된 염증반응의 정도가 강하였고, 실험 2의 경우, 대장염 유도에 대한 실험동물간의 민감성 차이를 나타내었다. 향후 항TNF-${\alpha}$ IgA 치료법을 통한 염증 유래 장질환 연구를 위해서 적합한 실험동물 모델의 개발이 필요하며 더 많은 항체 개발과 함께 수반되는 전임상 및 임상실험 역시 이루어져야 할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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