극저전류자극이 손상된 토끼 뇌의 별아교세포 증식에 미치는 효과 = (The) Effects of Microcurrent Stimulation on the Astrocytes Proliferation at Injured Brain of Rabbit

국문 초록 (Abstract)

별아교세포(astrocytes)는 소교세포(microglia), 뇌실막세포(ependymal cell), 희돌기교세포(oligodendroglia)와 함께 중추신경계를 구성하는 교세포로서 뇌에서 가장 많은 세포이며, 전체 세포의 25%를 차지하고 세포질에 7∼9㎚의 섬유를 가지는데 이것들은 glial fibrillary acidic protein (GFAP)과 vimentin으로 구성되어 있다.
별아교세포의 기능은 대뇌의 구조유지에 세포골격 역할을 하고 발생 도중 신경원의 이주를 유도하며 혈관주위 경계막에서 혈액내의 물질이 신경조직으로 쉽게 들어가지 못하도록 막는 뇌혈관장벽(blood-brain barrier) 역할과 면역학적 기능 및 탐식작용 등의 작용을 할 것이라고 추측되었으나, 현재는 혈관 및 뇌 연질막과 같은 결합조직 구조에 부착할 뿐 아니라 신경조직에서 지주적인 작용과 손상된 신경조직이 있을 때 증식하여 손상이 더 이상 확산되지 않도록 막아주는 역할을 한다고 알려져 있다.
극저전류치료기는 생체에서 일어나고 있는 아주 미세한 ㎂단위의 전류를 조절해줄 수 있는 치료기이다. 즉 외부에서 병변 부위의 손상전류를 감지하여 손상전류를 원래의 정상전류로 바꾸어줌으로써, 손상된 세포의 회복을 촉진시킨다고 알려져 있다.
본 연구에서는 극저전류자극이 손상된 토끼 뇌의 별아교세포의 증식에 미치는 효과를 관찰하기 위하여 암수 구분 없이 NewZealand White Rabbit 24마리를 이용하여 대조군 8마리, 실험군 16마리로 나누어 실시하였다. 실험동물은 정위고정대(Stereotaxic apparatus)에 고정시킨 후 체모를 제거하고, 두개골 천자용 미세드릴을 이용하여 두피에서 8mm 깊이로 좌측대뇌 전두엽의 전운동영역(연합영역)에 천공손상을 주었다. 손상 1주 후에 대조군 4마리와 실험군 8마리를 희생시켜 면역조직화학적 방법을 이용하여 관찰하였으며, 3주 후에 나머지 대조군 4마리와 실험군 8마리를 희생시켜 동일한 방법으로 관찰하였다. 그 결과는 다음과 같다.
1. 1주 후에 희생시킨 대조군에서는 정상토끼에 비하여 별아교세포가 약간 증가하였고, 3주 후 군에서는 1주 후 군보다 더 많은 증가를 보였다(p<0.05).
2. 1주 후 실험군A에서는 대조군에 비하여 약간 증가하였으나 별차이는 없었고, 3주 후 군에서는 1주 후 군보다 좀더 많은 증가를 보였다(p<0.05).
3. 1주 후 실험군B에서는 대조군이나 실험군A에 비하여 많은 증가를 보였고, 3주 후 군에서는 1주 후 군보다 좀더 많은 증가를 보였다(p<0.05).
4. 별아교세포는 주로 섬유성 별아교세포(fibrous astrocytes)가 관찰되었고, 병변에서 가까울수록 많은 분포를 보였고, 멀어질수록 그 수가 감소하였다.
이상과 같은 결과로 보아 극저전류자극이 별아교세포의 증식을 일으키며,손상 후 병변부위의 직접적인 자극보다는 병변부위에서 약간 떨어진 원위부를 자극하는 방법이 효과적일 것으로 보이고, 출혈(hemorrhage)를 동반하는 뇌 손상에서 극저전류자극이 뇌 손상 치유 기전 중 하나인 별아교세포 반응(astrocytes reaction)을 활성화시킬 수 있는 방법 중의 하나가 될 수 있을 것으로 사려된다.
따라서 본 연구가 뇌 손상시 극저전류자극을 통하여 초기 중추신경계 손상환자의 기능회복 촉진을 위한 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사려된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Astrocyte, which shares the greatest part of the brain (about 25%), is a kind of glial cell that composes the central nervous system along with microglia, ependymal cell and oligodendroglia. It has 7-9nm of fibers in its cytoplasma, which are composed of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and vimentin.
As for the functions of the astrocyte, it has, so far, been supposed that the astrocyte will play a cytoskeletal role in maintaining the structure of the cerebrum, play a role as a blood-brain barrier so that it can induce migration of the neuron in its development and substances in the blood cannot go into the nervous tissue, and a role of immunology and phagocytosis. However, it was revealed today that it will be a role in preventing expansion of injury by attaching itself to the connective tissue such as the vessel and the pia mater when the nervous tissue or the arachnoid is injured.
Microcurrent stimulation can control current, on the basis of μA unit. That is, with such devices using it, it is possible to sense, from the outside, the injured current(wound current) of the lesion and to change it into the normal current, thereby promoting the restoration of the cells.
In order to examine the effects of microcurrent stimulation on the injured astrocytes in the rabbits, this study was conducted with 24 New Zealand White Rabbit as its subjects, which were divided into 8 animals of the experiment group and 16 animals of the control group. After the animals in the experiment group were fixed to the stereotaxic apparatus, their hair was removed and their premotor area(association area) perforated by the micro-drill for skull-perforation with the depth of 8mm from the scalp. In one week after the injury, 4 animals in the control group and 8 animals in the experiment group were sacrificed and examined with immunohistochemical method. And in three weeks, the remaining 4 animals in the control group and 8 animals in the experiment group were also sacrificed and examined with the same way.
The conclusion has been drawn as follows:
1. In the control group sacrificed in one week after the injury, the astrocytes somewhat increased, compared with the normal animals, and in the group sacrificed in three weeks after the injury, they increased more (p < 0.05).
2. The experiment group A in one week showed a little increase, but there was no significant differences, but the experiment group in three weeks showed more increase, compared with the experiment group in one week (p < 0.05).
3. The experiment group B in one week showed more increase than the control group or the experiment group A, and the experiment group in three weeks showed more increase than the experiment group in one week (p < 0.05).
4. Among the astrocytes, fibrous astrocytes were mostly observed, increasing as they are close to the lesion, and decreasing as they are remote from it.
The findings show that microcurrent can cause the astrocytes to proliferate and that it will be more effective to stimulate the cervical part somewhat remote from the lesion rather than to directly stimulate the part of the lesion. Thus, microcurrent stimulation can be one of the methods that can activate the reaction of astrocytes, which is one of the mechanism for treating cerebral injury with hemorrhage.
Therefore, this study will be used as basic research data for promoting restoration of functions in the patient with injury in the central nervous system.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 실험재료 및 방법 = 5
• 1. 실험재료 = 5
• 2. 실험방법 = 5
• 1) 실험처치 및 자극방법 = 5
• 2) 조직처리 = 7
• 3. 연구의 제한점 = 9
• 4. 자료처리 = 9
• Ⅲ. 결과 = 10
• 1. 손상부위의 별아교세포의 육안적 관찰 및 분포 = 10
• 2. 손상부위의 별아교세포 수의 변화 관찰 = 16
• 3. 손상부위 병변의 크기 변화 관찰 = 22
• Ⅳ. 고찰 = 23
• Ⅴ. 결론 = 27
• 참고문헌 = 29
• 영문초록 = 34