환경강화와 말초신경 전기자극이 뇌손상 백서의 기능회복과 신경성장에 미치는 영향
(The) effect of environmental enrichment and peripheral nerve electrical stimulation on functional recovery and neurotrophin after brain injury in rats
초록/요약
본 연구는 허혈성 뇌졸중 유발 백서 모델에서 환경강화와 말초신경 전기자극이 기능회복과 신경성장 인자의 발현에 미치는 영향을 시간에 따른 신경행동학적 검사와 뇌와 척수 조직에서 BDNF와 Trk-B 수용기의 발현의 변화를 통해 알아보는데 목적이 있다(1, 3, 7, 14일). 국소 허혈성 뇌손상은 SD계 백서 100마리를 대상으로 중대뇌동맥을 폐쇄하여 유발하였고, 실험군은 5개 군으로 분류하였다; 실험군 Ⅰ은 허위 수술을 실시한 정상 대조군(n=20), 실험군 Ⅱ는 허혈성 뇌졸중 유발한 실험 대조군(n=20), 실험군 Ⅲ은 허혈성 뇌졸중 유발 후 좌골신경 전기자극군(n=20), 실험군 Ⅳ는 허혈성 뇌졸중 유발 후 환경강화군(n=20) 그리고 실험군 Ⅴ는 허혈성 뇌졸중 유발 후 환경강화 및 좌골신경 전기자극군(n=20)으로 나누었다. 각 측정 시간대에 백서를 희생시키기 전, 운동행동학적 변화 관찰을 위해 경사판 검사, 철사잡기 검사, 전정운동 기능검사, 복합 운동신경 검사를 실시하였고, 뇌와 척수조직의 형태학적 검사와 BDNF 및 Trk-B 수용기의 면역학적 발현 양상을 관찰한 결과 다음과 같았다. 신경행동학적 검사결과 Ⅱ군에 비하여 Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ군에서 빠른 회복을 보였으며, 그 중 Ⅴ군이 Ⅱ군에 비하여 7일 후 경사판 검사와 철사잡기 검사(p<0.001), 전정운동 기능검사(p<0.01), 복합 운동신경 검사(p<0.05)에서 유의한 차이를 보였으며, 시간에 따른 회복에서도 3일 후 Ⅴ군이 경사판 검사, 전정운동 기능검사, 복합 운동신경 검사에서 유의한 차이를 보였다(p<0.05). Ⅲ과 Ⅳ군을 비교한 결과 두 군간에 유의한 차이를 보이지는 않았다 뇌의 형태학적 관찰결과 허혈성 뇌졸중 유발 8주 후 Ⅳ군을 제외한 모든 실험군에서 뇌조직의 신경세포 파괴와 감소, 변형, 연화반응 등의 소견이 관찰되었으며, 특히 Ⅱ군에서 가장 심한 소견이 나타났다. Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ군에서는 신경세포의 변성과 파괴, 연화반응 등이 호전되었으며, 그 중 Ⅴ군이 Ⅰ군과 비슷한 뇌조직의 형태가 관찰되었다. 뇌와 척수 조직에서의 신경인자인 BDNF와 Trk-B를 관찰한 결과 Ⅱ군에서는 14일째에 진하고, 증가된 면역 반응 양성 세포가 나타났고, Ⅲ, Ⅳ군에서 BDNF와 Trk-B는 7일서부터 진하고 ,증가된 면역반응 양성세포가 나타났으며, Ⅴ군에서 BDNF와 Trk-B는 3일부터 진한 면역반응 양성세포가 나타났으며, 7일과 14일에는 점차 증가하여 Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ군에 비하여 가장 진하고 많은 면역반응 양성세포를 보였다. 이상의 결과로 신경학적, 행동학적 및 병리조직학적 연구결과 뇌 손상 이후 강화된 환경과 말초신경 전기자극이 신경영양성 인자의 발현 변화에 영향을 주었고, 이로 인한 신경 가소성의 변화가 신경행동학적 회복에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.
more초록/요약
The purpose of this study was to investigate and analyze effects of environmental enrichment and Nerve stimulation follows in application times with the change of Functional recovery and immunohistochemistry method through the change of BDNF & Trk-B receptor in the motor cortex and spinal cord(1, 3, 7 and 14 days). Focal ischemic brain injury was produced in 100 Sprauge-Dawley rats through middle cerebral artery occlusion(MCAo). Neurobehavioral assessment were Tilting plane testing, Horizontal wire testing, Vestibulomotor function testing and Complex neuromotor function testing then they were randomly divided into five groups; Group Ⅰ: normal control group, Group Ⅱ: experiment control group, Group Ⅲ: sciatic never electrical stimulation after MCAo, Group Ⅳ: application of only environmental enrichment after MCAo, Group Ⅴ: never electrical stimulation with environmental enrichment after MCAo. Histologic observation and coronal sections were processed individually in goat polyclonal antibody phosphorylated BDNF and rabbit polyclonal antibody Trk-B receptor. The results of this study were as follows: 1. In Neurobehavioral assessment, group Ⅴ were significantly difference from other groups on between-subject effects. 2. In morphologic observation, the injured tissues volumes was not different among the group. the cell bodies and neurites of the group Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ were musch obvious then these of group Ⅱ 3. In immunohistochemistric response of BDNF, group Ⅱ were showed that lower response effect at postischemic 1 days, 3days and 7 days. Group Ⅴ were showed that increase response effect at postischemic 3 days, 7 days and 14 days. Specially showed that the most response effect at postischemic 14 days. 4. In immunohistochemistric response of Trk-B, group Ⅱ were showed that lower response effect at postischemic 1 days, 3days and 7 days. Group Ⅴ were showed that increase response effect at postischemic 3 days, 7 days and 14 days. Specially showed that the most response effect at postischemic 14 days. The above results suggest that combined environmental enrichment with peripheral nerve electrical stimulation in focal ishemic brain injury were more improved that the improvement of exercise function recovery and change BDNF & Trk-B receptor expression than non treatment.
more목차
목차 = ⅰ
List of Tables = ⅳ
List of Figures = ⅴ
〈초록〉 = ⅶ
Ⅰ. 서론 = 1
Ⅱ 연구 방법 = 6
1. 실험동물 = 6
2. 뇌졸중유발 = 7
3. 환경강화 = 8
4. 전기자극 = 8
5. 실험방법 = 9
1) 신경학적 행동평가(Neurobehavioral assessment) = 9
(1) 경사판 검사(Tilting plane testing) = 9
(2) 철사 잡기 검사(Horizontal wire testing) = 9
(3) 전정 운동 기능 검사(Vestibulomotor function testing) = 10
(4) 복합 신경운동 기능 검사(Complex neuromotor function testing) = 10
2) 조직학적 검사(Histological assessment) = 11
(1) 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride(TTC) 염색 = 11
(2) Luxol Fast Blue 염색 = 12
3) 면역조직학적 검사 = 12
(1) 면역조직화학 반응 = 12
6. 통계방법 = 13
Ⅲ. 결과 = 14
1. 신경학적 행동적 변화 = 14
1) 경사판 검사(tilting plane testing) = 14
2) 철사 잡기 검사(horizontal wire testing) = 16
3) 전정운동 기능검사(vestibulomotor function testing) = 18
4) 복합신경 운동기능 검사(complex neuromotor function testing) = 20
2. 조직화학적 평가 = 22
1) 뇌 조직의 형태학적 구조 변화 = 22
2) 척수 조직의 형태학적 구조 변화 = 22
3) 뇌 조직의 면역조직화학 반응 = 23
(1) 뇌 조직의 BDNF 면역조직화학 반응 = 23
(2) 뇌 조직의 Trk-B 면역조직화학 반응 = 24
4) 척수 조직의 면역조직화학 반응 = 25
(1) 척수 조직의 BDNF 면역조직화학 반응 = 25
(2) 척수 조직의 Trk-B 면역조직화학 반응 = 26
Ⅳ. 고찰 = 27
Ⅴ. 결론 = 33
참고문헌 = 35
〈Abstract〉 = 48
감사의글 = 50