韓國人 大腦線條野(視覺皮質中樞)의 細胞構築學的 硏究

박태석 서울大學校 大學院 1963 국내박사

無腦兒의 1例 報告

장기완 서울大學校 大學院 1968 국내박사

국소 뇌 허혈 흰쥐 모델에서의 대뇌 및 선조체 조직에서 발현이 변화되는 단백질의 확인

이정령 이화여자대학교 대학원 2002 국내석사

뇌세포에 혈액순환이 차단되는 뇌허혈 (cerebral ischemia)이 일정기간이상 지속되면 뇌세포에 손상을 유발한다. 뇌허혈은 여러 가지 임상적 상황에서 일어나며, 뇌 전체 부위에서 허혈이 일어나는 global ischemia와 뇌 내 국소 부위에서 허혈이 일어나는 focal ischemia로 분류된다. Focal ischemia는 뇌허혈의 가장 흔한 형태이며, 허혈성 손상이 가장 심하게 일어나는 중심부위(core)로부터 주변부위 (penumbra)로 손상이 퍼져나가면서 퇴행성 변화가 나타난다. 본 연구에서는 middle cerebral artery MCA) 폐쇄를 통하여 focal cererbral ischemia를 유발한 후 허혈 유발시간에 따른 손상정도를 비교하였다. Focal ischemia model은 MCA를 영구적 (pernent)으로 폐쇄하는 permanent ischemia와 MCA를 2시간 동안 폐쇄 후 재관류 시키는 transient ischemia가 있다. 따라서 permanent와 transient ischemia예서 각각 허혈 유발시간에 따른 뇌조직에서의 손상을 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC)staining을 통해 비교하였다. 실험 결과, 뇌조직에서 irfarction size와 edema volume은 허혈 유발시간에 따라 증가하였다. Permanent와 transient ischemia를 유발한 시료를 비교시 infarction size와 edema volume에는 차이가 없었다. Permanent와 transient ischemia를 유발한 시료는 two dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2D-PAGE)를 이용하여 단백질을 분리한후 허혈유발 시간에 따른 단백질 발현의 변화를 비교하였다. 반복실험에 의해 단백질 변화가 지속적으로 나타난 시료는 matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectometry (MALDI-TOF MS)를 통해 분석한 후, data base에 있는 peptide와 match시켜 화인했다. 본 실험에서는 정상 조직과 허혈을 유도한 조직에서 발현에 차이를 나타내는 5종류의 특정 단백질을 확인 할 수 있었다. Cortex에서는 TOAD-64로 불리우는 collapsin response mediator protein 2 (CRMP-2), serum albumin precursor가 permanent ischemia에서 발현이 증가되는 단백질로 확인되었고, uncoupling protein UCP-4는 감소되었다. Striatum에서는 발현이 감소된 단백질은 발견되지 않았고, cortex에서와 마찬가지로 CRPM-2와 serum albumin precursor가 permanent ischemia와 transient ischemia에서 발현이 허혈시간이 증가함에 따라 지속적으로 증가되었다. 그러나 cortex에서는 확인되지 않고, striatum에서만 발현 변화가 나타난 transferrin은 permanent ischemia에서는 허혈 유발 후 지속적으로 발현이 증가되었으나, transient ischemia에서는 허혈 유발 후 9시간 후에 발현이 증가되는 차이를 나타냈다. 중추신경계질환의 실험동물모델에서 단백질 발현 변화에 대한 연구는 그 질환의 기전 규명이나 치료제 개발 대상을 찾는 데에 있어 중요한 근거를 제공할 수 있다. Proteomics를 이용한 뇌졸중에서의 체계적인 단백질 발현의 변화에 대한 연구 결과는 아직 보고 된 바 없고, 뇌졸중 기전이 확실히 규명되기 위해서는 더 많은 관련 단백질들의 탐색이 요구되고 있다. 따라서 MCA occlusion mode에서 2D-PAGE를 이용한 단백질 발현의 변화에 대한 연구는 뇌졸중의 원인 규명에 중요한 단서를 제공할 수 있을 것이다. Ischemic brain injury occurs in several clinical settings. Cerebral ischemia is primarily grouped into global ischemia and focal ischemia. Global ischemia showing in a clinical settings such as cardiac arrest, produces damages in a large portion of the brain (commonly the forebrain). Focal ischemia, representing a stroke which is the most common clinical setting, leads to the focal disruption of blood supply to a part of the brain, producing a significant gradation of ischemia from the core of the lesion to its outermost boundary (penumbra). In this study, first, changes in protein patterns were investigated to compare in focal ischemic rat brain tissues according to ischemic duration times. Focal cerebral ischemia was induced by MCA occlusion in rats. The permanent focal ischemia model was produced by insertion of a If mm silicone-coated 4-0 nylon surgical thread to the origin of MCA through the internal carotid artery for 3, 6, 9, 12, 24 and 48 hrs in male Sprague-Dawley rats. Transient focal ischemia model was produced by pulling the thread out of the internal carotid artery at 2 hr after MCA occlusion. The infarction volume was gradually increased by increasing MCAO time, and no significant difference in infarction volume between permanent and transient ischemic brain was observed. The cortical and striatal tissue samples obtained from the permanent and transient ischemiarat models were analyzed by two dimensional polyacrylamide gel electrophoresis(2D-PACE). There were several changes of protein expression level according to ischemic duration. Spots that show consistant increase or decrease in their expression levels in repeated 2D-PACE experiments were analyzed by MALDI-TOF mass spectometry. The peptide masses were matched with the theological peptide masses of all proteins from NCBI rat data base. In ischemic cortex, the expression levels of collapsin response mediator protein-2 (CRVMP-2), also known as a TOAD-64, and serum albumin precursor were increased, but uncoupling protein UCP-4 was decreased. In ischemic striatum, CRMP-2 and serum albumin precursor were increased in their expression levels as also seen in ischemic cortex. The expression levels of transferrin was consistantly increased in striatal tissues in both permanent and transient ischemic rat models, although it was not observed in cortical tissues. The results of this study could provide useful information to elucidate pathophysiological mechanisms of stroke.

방사선 조사에 의한 백서태아 대뇌피질 신경세포의 아포토시스와 조기반응유전자 단백 발현의 연관성

남택근 전남대학교 대학원 2001 국내박사

방사선에 의한 아포토시스(apoptosis)와 조기반응유전자(early response gene)의 발현에 대한 생체내 연구가 드물고 이들의 발현 양상도 연구자에 따라 상이하게 보고되어 방사선에 의한 아포토시스의 신호전달체계에서 이들 조기반응유전자의 기능적인 역할에 대한 충분한 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 백서태아의 대뇌피질을 대상으로 방사선을 조사하여 아포토시스와 c-JUN과 c-FOS 단백 발현과의 연관성을 분석하여 이들의 역할을 알아보고자 하였다. 임신 l7~19일 된 Sprague-Dawley 백서의 복부에 1~4 Gy의 방사선을 조사하여 5시간 후와 2 Gy의 방사선 조사 후 다양한 시간경과에 따라 태아 뇌를 채취하였다. 아포토시스는 in situ end-labeling (ISEL) 방법으로 확인하였고 c-JUN과 c-FOS 발현은 면역조직화학염색으로 관찰하였다. 관찰은 대뇌의 정중시상선(mid-sagittal line) 중앙지점에서 관상면으로 절제된 대뇌 조직의 배측 피질(dorsal cortex)을 대상으로 피질대(cortical zone), 중간대(intermediate zone), 뇌실대(ventricular zone)의 3개 층에서 시행하였다. 대조군에서는 아포토시스가 관찰되지 않았으나 방사선 조사 후에는 대뇌피질의 전 층에서 아포토시스를 확인할 수 있었고, 이의 발생 정도는 방사선량의 증가에 비례하였다. 2 Gy의 방사선 조사 후 아포토시스의 발생은 6시간에 최고를 이루었고 24시간까지 지속되었다. 대조군에서 조기반응유전자인 c-JUN과 c-FOS 단백은 피질대와 중간대에서 기질적으로 발현되어 있었으나 뇌실대에서는 거의 발현되지 않았다. 1~4 Gy의 방사선 조사 후에는 c-FOS의 경우 전 층에서 발현이 증가하여 아포토시스의 분포와 일치하였다. 그러나 c-JUN은 1~3 Gy의 방사선 조사에서는 상대적으로 그 발현의 증가나 분포가 아포토시스와 일치되지 않았으나, 4 Gy의 방사선 조사로 c-JUN 역시 전 층에서 발현이 증가되어 아포토시스의 분포와 부합하였다. 즉 l~3 Gy의 방사선량으로는 c-FOS의 발현만이 아포토시스와 관련된다고 볼 수 있으나 4 Gy의 방사선량에서는 c-JUN과 c-FOS 모두 아포토시스와 연관될 수 있음을 시사해 주었다. 결론적으로 백서태아 대뇌피질에서 방사선 조사에 의해 아포토시스를 확인 할 수 있었고, c-JUN은 방사선량과 피질부위에 따라 이의 발현과 역할이 다소 차이가 있을 수 있으나 궁극적으로 c-JUN과 c-FOS는 방사선 유도 아포토시스의 신호전달체계에서 전사조절인자의 구성요소로서의 역할이 있을 것으로 생각된다. A few previous studies have reported of radiation-induced apoptosis and expression of early response genes in animals but results reported differed widely. No consensus is available about the role of early response genes in signaling pathway leading to radiation-induced apoptosis. The present study is an attempt to make association between radiation-induced apoptosis and expression of c-JUN/c-FOS in fetal rat brain. Whole abdomens of female Sprague-Dawley rats at 17∼19 day pregnancy were irradiated with 1∼4 Gy of graded radiation doses and 5 hours later fetuses were removed and also removed at graded timed intervals after 2 Gy irradiation. Appearance of apoptotic cell death was examined with in situ end-labeling (ISEL) method and expression of c-JUN/c-FOS with immunohistochemical stain. In the cerebral coronal section dissected at the midpoint of mid-sagittal line of cerebrum, dorsal cortex including three zones of cortical zone (CZ), intermediate zone (IZ), and ventricular zone (VZ) was examined. No apoptotic cell was found in cerebral cortex of control fetal rat but apoptosis was found in entire cerebral cortex after irradiation and the extent of apoptosis was increased with increasing radiation doses. Apoptosis reached the peak at 6 hours after 2 Gy irradiation and persisted until 24 hours. Constitutive immunoreactive cells of c-]UN or c-FOS were observed in CZ and IZ but very few in VZ of control fetal rat. After irradiation immunoreactivity of c-FOS was increased in all three zones in concordance with ISEL-positiveness. On the other hand, immunoreactivity of c-]UN did not coincide with the distribution of apoptosis at the radiation doses of 1∼3 Gy. But at 4 Gy, c-]UN immunoreactivity was also increased in all three zones in concordance with ISEL-positiveness. It appears that c-FOS expression in the cerebral cortex irradiated with doses of 1∼3 Gy and both c-FOS and c-JUN expression with 4 Gy might have a certain association related with radiation-induced apoptosis. In conclusion, the present study demonstrated that radiation-induced apoptosis was found in cerebral cortex of fetal rat and that although the expression patterns of c-JUN were somewhat different according to radiation dose and cortical region, these two early response gene products might be the components of transcription factor associated with radiation-induced signaling pathway leading to apoptotic cell death in irradiated fetal rat brain.

백서 대뇌 피질, 해마와 선조체 절편에서 허혈의 신경 전도 물질 유리 효과

김동찬 圓光大學校 1994 국내박사