노화된 흰쥐 대뇌겉질에서 NOS 신경세포의 분포에 관한 면역세포화학적 연구 = Immunocytochemical Study on the Distribution of NOS-immunoreactive Neurons in the Cerebral Cortex of Aged Rats

국문 초록 (Abstract)

Nitric oxide (NO)는 생체 내에서 수많은 생리과정에 관여하며 특히 중추신경계통에서는 신경전달물질로서 synaptic
plasticity와 밀접한 관련이 있다고 알려졌다. 노화 흰쥐에서는 NO의 생성이 감소했음을 시사하는 연구들이 있지만 NO를 생성하는 세포의 노화에 따르는 형태학적 연구는 미흡한 상태이다.
본 연구에서는 노화군 흰쥐와 대조군 흰쥐의 대뇌겉질 및 해마의 각 영역에서 nitric oxide synthase (NOS) 신경세포의 분포와 형태 양상을 면역세포화학 방법과 in situ hybridization 방법을 이용하여 조사하였는데 다음과 같은 결과를 얻었다.
1. 대조군 흰쥐와 노화군 흰쥐에서 NOS 신경세포들은 대뇌겉질 및 해마의 전 영역에 고르게 분포되어 있었다.
2. 노화군 흰쥐에서 NOS 신경세포의 가지돌기는 가지치기 양상이 많이 감소했으며 길이도 짧아졌다.
3. 노화군 흰쥐에서 NOS 신경세포의 수가 유의하게 감소되어 있었는데 부위별로 달랐다. 그 중 50% 이상 감소된 부위는
띠겉질 (cingulate cortex), 마루엽겉질 1영역 (parietal cortex area 1), 관자엽겉질 2, 3영역 (temporal cortex area 2, 3), 뒤통수엽겉질 2영역의 내측 부분 (medial part of occipital cortex area 2), 뒤통수엽겉질 1영역의 monocular와 binocular 부분 (monocular and binocular of occipital cortex area 1), 속후각겉질 (entorhinal cortex), 해마 (hippocampus proper), 치아이랑 (dentate gyrus), subiculum 등이다.
4. 노화군 흰쥐에서 NOS 신경세포는 대조군보다 염색성이 감소되었다.
5. In situ hybridization 방법에 의하면 노화군 흰쥐에서 NOS mRNA 양성세포의 수가 대조군 흰쥐보다 감소하였다.
이상의 소견으로 미루어 볼 때 노화에 따라 NOS 신경세포 수는 감소한다는 형태학적 증거를 파악하였고 이에 따라 NO
의 생성도 감소함으로써 학습과 기억 능력의 감퇴가 수반되는 노화의 한 현상을 설명할 수 있는 일부 원인이 될 수 있으리라고 추정된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Nitric oxide (NO) involvement has been demonstrated in mechanisms of synaptic plasticity, particularly in
hippocampal long-term potentiation, a mechanism that underlies certain forms of learning and memory. Further, NO
has been shown to regulate various neurotransmitters which play an important role in learning and memory. Several findings suggest that NO production may be decreased in the aged rat. Changes in the nNOS-containing neurons with aging were demonstrated by immunocytochemistry and in situ hybridization.
NOS-immunoreactive cells in aged rats were present in all cortical areas and the hippocampus, and the pattern of
distribution was similar to that of the control group. The number of NOS-immunoreactive cells in the cerebral cortex was significantly decreased in the aged rats, but the extent of changes was variable in each area, and ranged from mild decrease (<30%) to severe decrease (>50%). Severely decreased areas were the cingulate cortex, parietal cortex area 1, temporal cortex area 1, 2, 3, medial part of occipital cortex area 2, monocular and binocular part of occipital cortex area 1, entorhinal cortex, hippocampus proper, dentate gyrus and subiculum. Moderately decreased areas (30~50%) were frontal cortex area 1, 2, 3, parietal cortex area 2, forelimb, hindlimb, lateral part of occipital cortex area 2. Slightly decreased area was insular cortex. Morphologically, the number of dendritic branches seemed to be decreased in aged group and the length of dendrites of NOS-IR neurons showed a tendency to shorten.
These results indicate the involvement of neuronal system containing NOS in the aging brain, and provide the first morphological evidence for the loss of NOS neurons in the cerebral cortex of the aged rats by immunocytochemistry.
Further multidisciplinary investigations involving normal aging and neurodegenerative disease such as Alzheimer’s disease are needed to clarify the importance of nitric oxide changes in the cerebral cortex with aging.