Changes of NR2B and c-fos mRNA Expression in Rat Hippocampal CA1 Neuronal Change Following Hypoxia and Reoxygenation

국문 초록 (Abstract)

저산소증 이후 나타나는 해마 CA1 지역 신경세포의 변화는 NMDA수용체 아단위 특히 NR2의 농도와 깊은 관련이 있다.
NR2 아단위들은 NMDA 수용체의 조절자로서 NR1이 어떠한 NR2와 결합하느냐에 의해 NMDA 수용체의 특성이 결정되어
지는 특징이 있다. NMDA 수용체의 과 자극은 수용체를 통한 칼슘통로를 열게 되고 이로 인한 칼슘의 과다유입은 c-fos의
발현에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다. 본 실험은 저산소증 이 후 산소재공급 상태에서 해마 CA1지역의 NMDA 수용체
아단위들의 발현변화가 c-fos의 발현과 신경세포들의 변화에 미치는 영향을 mRNA in situ hybridization과 TUNEL 방법을 이용하여 알아보았다. 실험의 결과에 의하면 NMDA 수용체 아단위 가운데 NR2B 아단위의 발현이 대조군에 비하여 가장 증가 하였으며 시간대별 변화의 정도도 가장 심하였다. 이는 NR2B 아단위가 저산소증으로 초래되는 NMDA 수용체 성상의 변화를 결정하는 주된 아단위 임을 의미한다. 산소재공급 후 0시간에서 6시간까지 TUNEL 양성반응과 c-fos의 발현은 대조군에 비해 의미 있게 증가하였으나 그 이후 TUNEL 양성반응은 산소재공급 6시간대에 비해 감소하였으며 c-fos의 발현은 일시적 감소 후 3일에서 6일까지 다시 증가하였다. 따라서 NR2B의 발현증가와 이로 인해 초래될 칼슘의 과다한 유입은 신경세포의 자연사와 c-fos의 활성화에 중요한 역할을 할 것으로 생각되며 c-fos의 활성화는 이들 유전자의 발현시간에 따라 CA1 신경세포의 자연사에 다른 역할을 수행할 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Vulnerability of hippocampal CA1 neurons after brain hypoxia is coupled with high concentration of NMDA receptor
subunits especially NR2 subunits. These subunits can be regarded as modulators, since NMDA receptors display
different properties depending on which of the NR2 subunits assembles with NR1. Stimulation of NMDA receptors
opens a receptor-gated Ca2+ channel; and the Ca2+ influx is believed to play a critical role in c-fos expression that require alterations in gene expression. We examined the effect of the NMDA subunits (NR1, NR2A, NR2B) mRNA level on the c-fos activation and CA1 neuronal change by in situ hybridization and TUNEL method following hypoxia and reoxygenation. Present studies show that high expression and variability of NR2B mRNA in CA1 region, compared with those of NR1 and NR2A, at our experimental time window suggest that NR2B is main functional subunit in the determining of properties of NMDA receptor in hypoxic hippocampal CA1 cells. From 0 hour to 6 hours, TUNEL positive reaction and c-fos mRNA expression were steadily increased. Thereafter, TUNEL positive reaction was decreased compared with that of 6 hours and c-fos mRNA expression was decreased and then steadily re-increased from 3 days to 6 days. Therefore, high expression of NR2B and subsequent Ca2+ influx may play important roles in the hippocampal CA1 neuronal apoptosis and c-fos expression. In addition, c-fos expression may play different roles in neuronal apoptosis in a time-dependent manner.