트레드밀 운동이 사회적 고립에 따른 뇌간의 Raphe Nuclei와 Hippocampus의 기능개선에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

트레드밀 운동이 사회적 고립에 따른 뇌간의 봉선핵(raphe nuclei)과 해마(hippocampus)의 기능개선에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 면역조직화학법(Immunohistochemistry)을 통한 BrdU-, Serotonin-, TPH-positive cell 수와 단백질 전기영동법(Western blot)을 통한 brain-derived neurotrophic factor(BDNF), nerve growth factor(NGF), Synapsin Ⅰ(2년차 연구에서 제외) 단백질 수준 및 혈중 코르티코스테론(corticosterone) 농도를 살펴봄과 동시에 Forced Swim Test를 통한 우울관련 행동변화를 살펴보았다.

∎ 1차년도 연구결과
1차년도 연구는 유년기(약 3-4주령) 흰쥐를 대상으로 4개의 집단으로 구분(집단사육/통제: Group Control Group; GCG, 집단사육/운동: Group Exercise Group; GEG, 고립사육/통제: Isolation Control Group; ICG, 고립사육/운동: Isolation Exercise Group; IEG, 각 n=10)하여 8주간의 사회적 고립(Social Isolation; SI)을 적용(Stranahan 등, 2009)한 후 GE와 IE집단을 대상으로 트레드밀 운동을 8주간 실시하였다. 동시에 해마에서 새롭게 형성되는 신경세포 생성율을 살펴보기 위하여 thymidine analog인 BrdU(5- bromo-2-deoxyuridine-5-mono-phosphate)를 50mg/kg b.w.의 양으로 운동 전 매일 1회씩 마지막 5일간 복강에 주입하였으며, 운동종료 7일 전부터 forced swim test 수행검사를 실시하였다. 그 후 희생하여 뇌간의 raphe nuclei와 hippocampus를 적출하여 분석하였다. 실험결과, 혈중 corticosterone 농도는 ICG에서 유의하게 증가한 반면 IEG에서는 감소하는 경향으로 나타났다(p<.05). 해마 조직에서 BDNF 수준을 분석한 결과, ICG가 GCG에 비해 유의하게 낮은 수준을 유지한 반면, IEG는 ICG에 비해 증가하는 것으로 확인되었다(p<.05). NGF 수준은 ICG가 GCG에 비해 유의하게 낮은 수준을 유지한 반면, IEG는 ICG에 비해 증가하는 것으로 확인되었다(p<.05). Synapsin I 수준은 ICG가 GCG에 비해 유의하게 낮은 수준을 유지한 반면, IEG는 ICG에 비해 증가하는 것으로 확인되었다(p<.05). 또한 해마의 BrdU-positive cell 수는 GEG에서 가장 높은 것으

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

we investigated the effects of treadmill exercise for 8 weeks on the levels of nerve growth factor (NGF), BDNF, and Synapsin I (except 2 year research) proteins, and on survival of neurons through BrdU immunohistochemistry in the dentate gyrus. We also examined the effects of exercise on the numbers of 5-HT- and TPH-positive cells in the raphe nuclei, and on depression-like behaviors, in socially isolated rats.

■ 1 year's result
Rats (age, 3-4 weeks; n=40) were allocated to the following groups: (1) group housing and control group (GCG, n = 10); (2) group housing and exercise group (GEG, n = 10); (3) isolated housing and control group (ICG, n = 10); (4) isolated housing and exercise group (IEG, n = 10). In the study of Stranahan et al. (2006), rats were socially isolated by being moved from group breeding of 3 per cage for 1 week to individual cages for 8 weeks. The rats in the GEG and IEG after social isolation were subjected to moderate-intensity treadmill exercise for 5 days per week for 8 weeks. The speed and duration of the treadmill exercise were gradually increased from 10 to 12 m/min for 10 min (grade 0%) in the first week, 10–12 m/min for 20 min (grade 0%) in the second week, 18–20 m/min for 20 min (grade 0%) in the third week, 18–20 m/min for 30 min (grade 0%) in the f