Cyclosporin에 의해 나타는 뇌 조직의 전기적 변화 = The Change of Electrical Activity in Brain Tissue by Cyclosporin

국문 초록 (Abstract)

목 적 : Cyclosporin은 면역 억제제로서, 임상에서 사용시 종종 중추 신경계 합병증 증세가 나타난다. Cyclosporin에 의한 신경계 합병증이 발생하는 것은 확실하지만 현재까지 정확한 기전은 알려져 있지 않다. Cyclosporin의 신경계 영향이 cyclosporin단독 효과인지 혹은 다른 여러 가지 임상증상과 관련되어 나타나는 것인지 불확실하다. 임상에서는 칼슘이 저하되어있을 때 사용하면 중추 신경계 합병증이 나타날 가능성이 많은 것으로 나타나 있다.
따라서, 칼슘 저하상태가 cyclosporin의 중추 신경계에 대한 영향을 알기 위해 동물 실험을 통하여 알아보았다.
방 법 : 연령 14-21일 사이의 Sprague-Dawley쥐를 대상으로 뇌 조직을 가능한 빨리 얻었다. 이를 깨끗이 씻고 차가운 산소 함유 인공 뇌척수액-NaCl 120 mM; KCl 3.3 mM; NaH2PO4 1.23 mM; MgSO4 0.9 mM; NaHCO3 25 mM; CaCl2 2 mM; Dextrose 10 mM, pH 7.3-7.4, 삼투압 315-325 mOsm/㎏ -에 넣고 수분을 포함하고 있는 가스(95% O2, 5% CO2)를 공급한 상태로 30-45초 놓아 두었다. 뇌 조직을 꺼내어 여과 종이에 놓고 절단하였다. 왼쪽 뇌는 깨끗하고 차가운 산소 함유 인공 뇌척수액에 놓고, 오른쪽은 조직 절단기 (Mc Ilwain)에 넣은 후 처음 3개 조직 절편은 버리고 그 이후의 3-8개의 조직을 650 ㎛ 두께로 해마에서 얻었다.
이 절편을 저 칼슘 인공 뇌척수액 및 cyclosporin 함유 뇌척수액에서, 각각 경련 활동 변화를 관찰하였다.
결 과: 칼슘 농도에 따른 변화는, 인공 뇌척수액 내 칼슘 농도가 1.3 mM인 경우부터 경련 간기에 활동파가 보엿는데 1.3 mM인 경우 경련 간기 활동은 18.8%에서 보였고, 칼슘 농도가 0.8 mM인 경우 간질 간기 활동은 41.7%에서 보였으며, 칼슘 농도가 0 mM인 경우 경련 활동은 60%에서 보이고 경련 간기 활동이 모두 나타났다.
Cyclosporin 3 ㎛ 처치 뇌 조직에서 경련 간기 활동파를 관찰할 수 있다. 경련 간기 활동파의 평균 시간과 수는 116.4±44.4 초, 63.6±35.8 이었다. 경련 간기 활동파의 시간과 수는 대조군과 비교하여 큰 차이는 없었다. 경련 간기 활동파가 나타날 때까지 잠복 시간은 166.2±29.8 초였다.
결 론: 본 연구 결과 뇌척수액의 칼슘 농도가 1.3 ㎛ 농도에서부터 cyclosporin이 경련 활동을 증가시키는 것을 알 수 있었다. 따라서, cyclosporin은 환자의 여러 가지 임상 상태에 따라 중추 신경계 독성을 나타낼 수 있고, 특히 칼슘이 저하된 환자 상태에서 cyclosporin 사용은 피하여야 하며, 피치 못해 사용하여야 할 경우에는 중추 신경계의 합병증에 대한 자세한 관찰이 동반되어야 한다고 생각한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose : Cyclosporin is used in children with immune-mediated diseases, chronic disease, organ transplantation, or malignancy. These diseases often require a higher dose of cyclosporin, and cyclosporin displayed neurotoxicity of the central nervous system (CNS) neurotoxicity. Especially, cyclosporin-induced seizures often represent a physical threat to patients. And, the adverse effects of cyclosporin on CNS are considered.
Methods : The study was done with Sprague-Dawley rats(14-21 days), weighting from 28.7 g to 49.2 g. The animal were kept in-groups with mother rat in cages, and had free access to food and tap water. The temperature of the animal room is room temperature. Hippocampal slices were taken. Hippocampal slices were exposed to cyclosporin dissolved by 0.1% DMSO(Dimethyl sulfoxide). Then, we began to record electrical activity of slices every 10 minutes in low calcium environment. We observed the frequency and duration of electrical activity.
Results : The mean duration and frequency of cyclosporin 3M-treated ictal activity was 35.51.4 seconds and 133.017.9. These results were significantly different compared to the control group. The mean duration and frequency in cyclosporin 3M-treated interictal activity was 116.444.4 seconds, 63.635.8. There were no significant differences in the duration and frequency of onset in cyclosporin 3M-treated interictal activity compared with control showing interictal activity. The mean duration of latency time of onset in cyclosporin 3M-treated interictal activity was 166.229.8 seconds(n=9), and there was a significant difference in the latency of onset time in cyclosporin 3M-treated interictal activity compared with control showing interictal activity.
Conclusion : Although cyclosporin neurotoxicity is well recognized, and the exact mechanism of cyclosporin neurotoxicity is still unclear, cyclosporin neurotoxicity is present under hypocalcemia. And, our results suggest that careful usage of cyclosporin in clinical conditions with hypocalcemia is required to avoid cyclosporin neurotoxicity.