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절식이 흰쥐 대뇌겉질의 Nitric Oxide Synthase 발현에 미치는 영향
피영호(Young Hao Pi),허영범(Young Buhm Huh),강경란(Kyoung Lan Kang),장인석(In Surk Jang),조정식(Jung Sik Cho),김정혜(Jung Hye Kim),유진화(Jin Hwa Yoo),안희경(Hee Kyung Ahn) 대한해부학회 2000 Anatomy & Cell Biology Vol.33 No.4
흰쥐에게 자유급여량의 50%로 줄인 절식을 시행한 후 시간 경과에 따른 대뇌겉질의 nitric oxide synthase (NOS) 신경세포의 변화를 관찰하였다. Neuronal NOS (nNOS)의 변화를 알아보고자 NADPH-diaphorase (NADPH-d) 조직화학을 시행하고, inducible NOS (iNOS) 면역조직화학을 시행하여 iNOS의 발현을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 절식후 3일군에서는 iNOS에 염색되는 신경세포는 관찰되지 않았다. 절식 1주군에서는 동종겉질에서 많은 iNOS 신경세포들이 관찰되었는데 특히 일차운동감각겉질, 이차운동감각겉질, 청각겉질 및 시각겉질에서 특히 많이 유도되었다. 이종겉질의 1주군에서는 팽대뒤겉질에서 iNOS 신경세포가 관찰되었고 다른 영역에서는 발현된 iNOS가 관찰되지 않았다. 4 주군 에서는 후각뇌바깥겉질과 후각뇌주위겉질에서 적은 수의 iNOS 신경세포가 관찰되었다. 9주군에서는 팽대뒤겉질에서만 iNOS 신경세포가 관찰되었고 다른 대뇌겉질에서는 발현된 iNOS 신경세포들은 관찰 할 수 없었다. NADPH-d 조직화학을 시행한 결과 NADPH-d 신경세포는 iNOS와 공존하지 않았다. NADPH-d 신경세포에 대해 densitometry로 염색성을 측정한 결과 절식후 3일군에서는 대조군보다 감소된 염색성을 보였으나 1주군에서는 다시 증가한 결과를 보였고 9주군에서는 대조군보다도 많이 감소된 염색성을 보였다. 이상의 결과로 보아 절식후 대뇌겉질에서 nNOS의 효소활성이 변화하며, 대뇌겉질의 특정부위에서 iNOS가 신경세포에서 유도되고, 유도된 iNOS는 NOS 효소활성이 없는 것을 알 수 있었다. 뇌에서 NO는 NOS에 의해 생성되며 혈관확장과 신경전달에 관여한다. 따라서 절식후에 유도되는 iNOS 신경세포와 NADPH-d 효소활성 증가는 절식후 대뇌겉질의 신경활성작용에 영향을 줄 것으로 생각된다. Nitric oxide is synthesized by cells containing the nitric oxide synthase (NOS), and NADPH-diaphorase (NADPH-d) is a selective histochemical marker for the NOS in the brain. The influence of feeding rats only half the amount of their normal daily intake of a purified diet on NOS was measured in the cerebral cortex by immunohistochemistry and NADPH-d histochemistry. iNOS was not detected in the cerebral cortex of control group. iNOS-positive neurons were induced in the cerebral cortex at 1 week after food restriction and found in specific cortical areas, such as primary motor cortex, secondary motor cortex, primary somatosensory cortex, secondary somatosensory cortex, parietal association cortex, auditory cortex, visual cortex, temporal association cortex and retrosplenial cortex. At 2 weeks after food restriction, iNOSpositive neurons were not found in all cortical areas. At 4 weeks after food restriction, iNOS-positive neurons were found in ectorhinal cortex and perirhinal cortex. In samples obtained 3 days after food restriction, the staining intensity of NADPH-d-positive neurons was decreased in most cortrical regions compared to the control group. At 1 week after food restriction, the staining intensity of NADPH-d was significantly increased in isocortical regions compared to the control group. At 9 weeks after food restriction, the staining intensity of NADPH-d was significantly decreased in all cortical regions. NO, a free radical synthesized in the brain by NOS, is a messenger molecule that mediates vascular dilatation and neural transmission. Therefore, neurons showing induced iNOS-positivity and upregulated NADPH-dpositive neurons may affect the neuronal activity in the cerebral cortex after food restriction.
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