행동이상 Pogo마우스 솔기핵 Serotonin 면역반응 신경세포의 증가

김철태,한승연,정재현,윤대성,이서울,Richard Hawkes,이남섭,정영길 대한해부학회 2005 Anatomy & Cell Biology Vol.38 No.5

본 연구는 한국산 야생마우스(KJR/Mskist)에서 유래된 선천성 행동이상마우스인 pogo마우스 중간뇌솔기핵 serotonin 면역반응 신경세포의 발현양상을 면역조직화학적 방법으로 확인하여 pogo마우스에서 관찰되는 과도한 폄운동을 동반한 비정상적인 행동의 발생과의 상관관계를 밝히고자 계획되었다. 본 연구를 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 행동이상 pogo마우스 중간뇌 솔기핵의 serotonin 면역반응 신경세포가 대조군에 비하여 유의하게 증가되었음을 확인하였으며, 둘째 행동이상 pogo마우스 솔기핵의 serotonin 면역반응 신경세포의 증가는 솔기핵 전부위에서 관찰되지 않고 부위에 따라 상이하였다. 즉, 등쪽솔기핵의 등쪽세포군, 배가쪽세포군 및 정중솔기핵에서는 serotonin 면역반응 신경세포가 증가되었지만 등쪽솔기핵의 배쪽세포군과 다발사이세포군에서는 대조군과 차이가 없었다. 이상의 결과는 pogo 마우스에서 관찰되는 비정상적 뒷다리 폄운동을 포함한 행동이상이 중간뇌 솔기핵의 serotonin 발현 증가와 상관관계가 있을 것으로 생각되며 궁극적으로 소뇌연구, 각종 신경활성물질의 기능연구를 위한 모델동물로 사용되기 위한 pogo 마우스의 뇌에 대한 중요한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 생각된다. This study was carried out to investigate the distribution of serotonin-immunoreactive neruons in the raphe nucleus of the ataxic pogo (pogo/pogo) mice derived from a Korean wild mice. Using by immunohistochemistry, we undertook to elucidate any correlation between the serotonin expression and behavior ataxia including abnormal hindlimb extension in the ataxic pogo mice. The present study has two important findings. First, serotonin immunoreactivity was increased in the raphe nucleus of the ataxic pogo mice. Second, serotonin immunoreactivity was different with the region of raphe nucleus. In the dorsal part of dorsal raphe nucleus (DRD), ventrolateral part of dorsal raphe nucleus (DRVL) and median raphe nucleus (MR), serotonin immunoreactivity was increased, whereas the ventral part of dorsal raphe nucleus (DRV) and interfascicular part of dorsal raphe nucleus (DRI) was similar with the control mice. Therefore, elevated expression of the serotonin in the raphe nucleus of ataxic pogo mice might be a source of behavior ataxia and may be related with the induction of the ataxic phenotype including abnormal hindlimb movements.

흰쥐 척수의 Serotonin 신경섬유 분포에 대한 면역조직화학적 연구

김대중 대한해부학회 1991 Anatomy & Cell Biology Vol.24 No.3

Serotonin에 의한 가토 신동맥 평활근 수축기전

이우영,김세훈,장석종,Lee, Woo-Young,Kim, Se-Hoon,Chang, Seok-Jong 대한생리학회 1990 대한생리학회지 Vol.24 No.1

The contractile mechanisms of serotonin were investigated in the renal artery of a rabbit. The helical strips of isolated renal artery were immersed in the normal or $Ca^{2+}$-free tris-buffered Tyrode's solution, which was equilibrated with 100% $O_{2}$ at $35^{\circ}C$. The contraction by serotonin or norepinephrine (NE) began at $1{\times}10^{-7}\;M$ and reached the maximal contraction at $1{\times}10^{-5}\;M$. The maximal contraction by serotonin corresponded to $58.1{\pm}4.2%$ of maximal contraction by NE. Cyproheptadine, a serotonin receptor blocker, shifted the concentration-response curve to the right without any reduction in the maximum response but shifted that of NE to the right with reduction in maximum response. And phentolamine, an ${\alpha}-receptor$ blocker, shifted the concentration-response curve of serotonin or NE without any reduction in maximum responses. The $pA_{2}$ values for cyproheptadine against serotonin and NE were $10.35{\pm}0.04$ and $8.45{\pm}0.13$, respectively. The $pA_{2}$ values for phentolamine against serotonin and NE were $6.87{\pm}0.04$ and $8.14{\pm}0.08$, respectively. after the pretreatment with 6-hydroxydopamine, the contraction induced by 100 mM $K^{+}$, tyramine and serotonin reduced to $83.0{\pm}2.0$, $26.8{\pm}6.2$ and $82.0{\pm}3.5%$ of control, respectively. The contraction by serotonin in the $Ca^{2+}$-free Tyrode's solution was increased and sustained with the addition of $Ca^{2+}$ extracellulary. The serotonin-sensitive intracellular $Ca^{2+}$ pool was depleted completely by the pretreatment with NE, but the NE-sensitive intracellular $Ca^{2+}$ pool was depleted partially by the pretreatment with serotonin. From the above results, it is suggested that the contraction induced by serotonin in the renal artery of a rabbit may be due to mechanisms in which serotonin acts directly on specific serotonin receptors and also acts indirectly on ${\alpha}-adrenoceptors$ by displacing NE from neuronal stores.

햄스터 척수의 Serotonin 신경섬유 분포

김대중,김용길 대한해부학회 1991 Anatomy & Cell Biology Vol.24 No.3

농어목 위장관의 Somatostatin, Serotonin 및 Gastrin 세포에 대한 면역세포화학적 연구

조운복,최인장,최병태,송미숙,옥선희 대한해부학회 1993 Anatomy & Cell Biology Vol.26 No.1

한국재래산양 중뇌 수도관주위회색질의 serotonin 분포에 관한 면역조직화학적 연구

이인세,이흥식,강태천,이성준 대한해부학회 1995 Anatomy & Cell Biology Vol.28 No.4

백서 뇌에서 선택적 세로토닌 재흡수 차단제인 Sertraline이 Serotonin Transporter mRNA의 조절에 미치는 영향

김창윤,김성윤,홍진표,이철,황온유,한오수 大韓神經精神醫學會 1999 신경정신의학 Vol.38 No.5

연구목적 : 항우울제인 sertraline이 전사 수준에서 serotonin transporter의 유전자 발현에 어떤 영향을 주는 지에 대해 상반된 결과가 보고되고 있어 이를 확인하고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 각 군 당 백서 5마리를 대상으로 처치군에는 sertraline 10mg/kg을, 대조군에는 생리적 식염수를 복강내에 매일 일회 2주간 투여하였다. 마지막 약물 투여 후 24시간 뒤 고정액으로 관류하여 뇌를 적출한 뒤 raphe 부위를 냉동 절삭하여 얻은 절편들에 대해 미리 준비된 ³(???)S-dATP가 부착된 780bp serotonin transporter cDNA probe와 보합결합(in situ hybridization)을 시행하고, 슬라이드에 부착시킨 다음 X-선 필름에 노출시켜 나타난 serotonin transporter mRNA 신호를 image analyzer로 정량 분석하였다. 통계 자료 분석은 대응되는 절편에 대해 paired t-test를 적용하였다. 결 과 : Sertraline 투여 시 serotonin transporter mRNA 농도가 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 결 론 : 이러한 연구 결과는 sertraline 투여에 따라 시냅스 내 serotonin이 증가함에 따라 이를 보상하기 위해 감소시키는 방향으로 serotonin transporter의 유전자 발현이 조절되는 것으로 해석할 수 있다. The knowledge of gene regulation of serotonin transporter mRNA may provide clues to understanding how antidepressants affect their therapeutic actions. Recently, the effects of antidepressants on the serotonin transporter have been investigated but yielded controversial results. To study this further, we performed in situ hybridization for serotonin transporter mRNA in rats(treatment group, n=5)receiving long term(14 days) treatment with a selective serotonin reuptake inhibiting antidepressant, sertraline(10mg/kg, i.p). Following sertraline treatment, a significant(P<0.05)increase in hybridization of serotonin transporter mRNA was observed compared to that observed in vehicle-treated rats(control group, n=5). This result may be interpreted as a compensatory mechanism to reduce synaptic levels of serotonin which were increased by long term sertraline treatment.

초기 계배의 뇌형성에 미치는 몇가지 요인에 관한 세포 생물학적 연구 (1) Serotonin의 영향

최임순,주상옥,주충노,오억수,신길상 한국통합생물학회 1989 동물학회지 Vol.32 No.1

Tryptophan 또는 serotonin을 계란에 투여하고 배양하였을 때의 초기 계배의 뇌형성에 미치는 영향을 관찰한 결과, 뇌의 신경세포는 핵막의 불규칙하고 핵응축현상이 심하며 염색질이 핵막에 응집되고 인도 분해되었으며 핵막이 팽출되어 생긴 수포가 형성되었다. 그리고 조면소포체와 골지체는 심하게 확장되어 있었고, 미토콘드리아는 팽윤화된 것이 많았으며 신경세관의 발달이 매우 미비하였다. 즉 이와 같은 현상은 특히 초기 1-2일간 배양 계배에서 극심하였다. Tryptophan 또는 serotonin을 투여한 후 18시간 배양한 배반엽의 간충 세포는 대조군에 비하여 세포질이 미숙하였고, 세포내 소기관이 크게 손상되어 있었으며 난황과립의 분해가 대조군에 비하여 지연되고 있음을 알 수 있었으며, 24-72시간 배양한 배반엽의 암대의 미세융모는 대조군에 비하여 현저하게 길이가 짧고 발달이 미비하였다. 또한 Tryptophan 또는 serotonin을 투여한 계배의 경우 배반엽의 크기, 투명대 및 배의 크기가 대조군에 비하여 작았으며, serotonin 처리군의 경우가 더욱 작았다. 또한 단백질 및 핵산 함량이 대조군에 비하여 훨씬 낮았고 tubulin 합성량도 크게 저하되었음이 확인되었다. 위와 같은 실험결과는 과량의 tryptophan 또는 serotonin이 난황과립 분해를 지연시켜 결과적으로 단백질 합성을 억제함으로서 tubulin합성이 저하되고, 이로 인하여 미세소관의 형성과 미세융모의 발달과 기능이 부진하여 형태형성에 이상을 초래하는 것으로 사료된다. The effect of tryptophan or serotonin on the early stage of chick brain development has been morphologically investigated using an electron microscope. The electron micrographs of neural plate cells of 1-day chick embryo treated with tryptophan or serotonin showed irregularity, evagination and disruption of nuclear membrane and nuclear chromatin condenstation, nucleolar margination and segregation. Hypertrophy of stalks, vesicles and vaculoes were seen and dilated and disrupted rough endoplasmic reticulum and underdeveloped neurotubules were also observed. In mesenchyme cells of tryptophan or serotonin administered 18 hr embryo, irregular nuclear membrane, swollen mitochondria, dilated rough endoplasmic reticulum and very large yolk granules were observed. Furthermore, DNA, RNA and protein contents of the embryos treated with typtophan or serotonin were considerably lower than those of control group. The amount of tubulin of the experimental groups was also greatly lower than that of control, suggesting that the impairment of microtubule formation occurred. Tryptophan or serotonin administration might depress the biosynthesis, of nucleic acid and protein including some enzymes tested. It seems that the serotonin formed from exogeneous tryptophan might inhibit the degradation of yolk granule by feedback regulation mechanism so as to impair microtububle and microvilli formation followed by a malformation of chick embryos.

Tryptophan과 imipramine처리가 흰쥐의 중뇌 솔기핵의 serotonin 면역반응 신경 세포체에 미치는 영향

김명순(Myoung-Soon Kim),이창현(Chang-Hyun Lee) 대한해부학회 2002 Anatomy & Cell Biology Vol.35 No.1

필수 아미노산인 tryptophan과 imipramine을 흰쥐의 복강에 장기간 (20일) 투여한 후 중뇌 솔기핵의 신경 세포체의 수와염색강도를 면역조직화학 염색법에 의하여 관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) Tryptophan을 투여한 군에서는 imipramine을 투여한 군에 비해 serotonin에 면역반응을 보인 신경 세포체의 수가 유 의성있게 증가함을 알 수 있었다. 2) Imipramine을 투여한 군에서는 saline 투여군에 비해 serotonin에 대한 면역 반응을 보인 신경 세포체의 수가 감소 되었다. 3) Tryptophan-imipramine 투여군에서는 tryptophan을 투여한 군보다 serotonin에 면역 반응을 보인 신경 세포체의 수가 감소하였으나 imipramine 투여군에 비하여 serotonin에 면역반응을 보인 신경 세포체의 수는 유의성있게 증가 하였다. 이상의 실험결과로 tryptophan 투여시 전전구물질인 tryptophan의 축적으로 인하여 중뇌 솔기핵의 serotonin에 면역 반응을 보인 신경 세포체들이 활성화되어 증가되었으나 imipramine과 병용해서 투여할 때는 imipramine에 의하여 serotonin에 면역 반응을 보인 신경 세포체의 활성이 억제됨을 알 수 있었다. These experiments were performed to investigate the effect of saline, tryptophan, tryptophan-imipramine and/or imipramine on serotonin immunoreactivity in raphe nucleus of midbrain of the rats (180~200 g, body weight). The animals were injected i.p. with tryptophan (15 mg/kg) and imipramine (15 mg/kg) for 20 days. The result by immunohistochemical methods were as follows; 1. Serotonin-immunoreactive neurons in the raphe of midbrain were significantly increased in tryptophan treated group compared to imipramine treated group. 2. Serotonin-immunoreactive neurons in the raphe of midbrain were decreased in imipramine treated group compared all the other group. 3. Serotonin-immunoreactive neurons in the raphe of midbrain were significantly decreased in tryptophanimipramine treated group compared to imipramine treated group. These experiments indicated that serotonin immunoreactive neurons in raphe of midbrain were increased due to the activation of tryptophan and decreased by suppresing activation of tryptophan through imipramine treatment.

장기적인 스트레스후 imipramine과 tryptophan처리가 흰쥐 솔기핵의 serotonin 면역 반응에 미치는 영향

김명순(Myoung-Soon Kim),이창현(Chang-Hyun Lee) 대한해부학회 2002 Anatomy & Cell Biology Vol.35 No.5

전기 충격으로 stress를 가한 후 imipramine과 tryptophan을 흰쥐의 복강에 투여한 20일후 연수와 중뇌 솔기핵의 신경 세포체의 수와 염색강도를 면역조직화학 염색법에 의하여 관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Stress를 처리한 군에서는 saline을 투여한 군에 비해 serotonin에 면역반응을 보인 신경 세포체의 수가 유의성있게 증가함을 알 수 있었다. 2. Imipramine을 투여한 군에서는 saline 투여군에 비해 serotonin에 대한 면역 반응을 보인 신경 세포체의 수가 감소 되었다. 3. Stress-imipramine 처리군에서는 stress 단독 처리군에 비하여 serotonin에 면역반응을 보인 신경 세포체의 수는 유의성있게 감소하였으나 imipramine 처리군보다는 유의성있게 증가하였다. 4. Stress-tryptophan 처리군에서는 stress단독 처리군이나 saline 처리군에 비하여 serotonin에 면역반응을 보인 신경 세포체의 수는 유의성있게 증가하였다. 이상의 실험결과로 stress로 인하여 중뇌 솔기핵의 serotonin에 면역 반응을 보인 신경 세포체들이 활성화되어 증가되었 으나 imipramine과 병용해서 처리할 때는 imipramine에 의하여 serotonin에 면역 반응을 보인 신경 세포체의 활성이 억제됨을 알 수 있었다. These experiments were performed to investigate the effect of saline, stress, imipramine, stress-imipramine and/or stress-tryptophan on serotonin immunoreactivity in raphe nucleus of the rats (200~220 g, body weight). The animals were injected i.p. with imipramine (15 mg/kg) and tryptophan (15 mg/kg) after electric shocks for 20 days. The result by immunohistochemical methods were as follows; 1. Serotonin-immunoreactive neurons in the raphe nucleus of midbrain were significantly increased in stress treated group compared to saline treated group. 2. Serotonin-immunoreactive neurons in the raphe nucleus of midbrain were decreased in imipramine treated group compared all the other group. 3. Serotonin-immunoreactive neurons in the raphe nucleus of midbrain were significantly decreased in stress-imipramine treated group compared to stress alone treated group but were significantly increased in stress-imipramine treated group compared to imipramine treated group. 4. Serotonin-immunoreactive neurons in the raphe nucleus of midbrain were significantly increased in stress-tryptophan treated group compared to stress alone and saline treated group. These experiments indicated that serotonin immunoreactive neurons in raphe nucleus of midbrain were increased due to the activation of stress and decreased by suppresing activation of stress through imipramine treatment.