파킨슨병 모델 동물에서 GDNF 아데노바이러스 벡터를 이용한 유전자치료 = Gene Therapy with Adenoviral GDNF Vector in the Animal Model of Parkinson’s Disease

국문 초록 (Abstract)

6-OHDA를 이용하여 실험적으로 유발한 파킨슨병 모델 동물을 대상으로 유전자 치료 목적으로 GDNF 유전자를 포함
하는 아데노바이러스 벡터(Ad-GDNF)를 주사하여 행동 변화와 줄무늬체와 흑색질의 tyrosine hydroxylase (TH) 면역반응양성의 도파민성 세포의 형태학적 변화를 연구하였다.
성숙한 수컷 Sprague-Dawley계 흰쥐의 줄무늬체에 6-OHDA를 주사하고, 1주 후에 apomorphine에 의한 회전 운동 양상
을 측정하여 분당 7회 이상 회전하는 동물은 파킨슨병 모델 동물에 해당하는 것으로 하였다. 이들 동물의 줄무늬체에
Ad-GDNF를 주사하고 1주 후에 apomorphine에 의한 행동 양상을 다시 측정하고, 이어서 심장 관류고정을 실시하여 형태
학적 변화를 관찰하였다. Ad-GDNF 대신에 LacZ 유전자를 포함하는 아데노바이러스 벡터(Ad-LacZ)를 주사한 것을 대조
군으로 이용하였다.
1. 파킨슨병 모델 동물의 줄무늬체에 Ad-GDNF를 주사한 동물에서 apomorphine에 의한 회전 운동 수가 유의하게 감소
하였다. 그러나 Ad-LacZ를 주사한 대조군에서는 회전 운동 수의 변화를 관찰할 수 없었다.
2. 회전 운동 수가 감소한 동물의 줄무늬체에 존재하는 TH 면역반응 양성의 축삭 종말은 대조군의 75% 수준으로 Ad-
LacZ를 주사한 37%에 비하여 현저히 증가하여 TH 면역반응 양성 축삭종말의 퇴행성 변화가 방지되었다.
3. 흑색질의 TH 면역반응 양성 신경세포의 수는 Ad-GDNF를 주사한 군에서는 대조군의 82% 수준으로 Ad-LacZ를 주사한 군의 60% 수준에 비하여 유의하게 증가되어 있어서 6-OHDA에 의한 신경세포의 사멸이 방지되는 것을 알 수 있었다.
이상의 결과로 미루어 파킨슨병 모델 흰쥐의 줄무늬체에 Ad-GDNF를 한차례 주사하여 1주 후에 줄무늬체와 흑색질의
도파민성 세포의 사멸이 방지되는 것을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A recombinant adenoviral vector encoding human GDNF gene (Ad-GDNF) was developed to investigate the effect
of GDNF gene in 6-OHDA-induced Parkinson’s disease rat. The changes of rotatory behavior and density of THimmunoreactive axon terminals and number of cell bodies were observed by the GDNF expression.
Adult male Sprague-Dawley rats were used. Parkinson’s disease (PD) rat models were prepared by the injection of
6-OHDA into the striatum. After 1 week, the animals showing apomorphine-induced rotatory behavior above 7 turns/
min were defined as PD rat model. Ad-GDNF was injected into the striatum of animal model and tested the apomorphine- induced rotatory behavior at 1 week after injection. These animals were perfused with Zamboni fixative to investigate the morphological changes after rotatory behavior test. Instead of Ad-GDNF, Ad-LacZ injected PD rats were used as a control. The following results are obtained:
1. The apomorphine-induced rotational behavior was significantly reduced by the treatment of PD rat by the injection of Ad-GDNF. The Ad-LacZ injected PD rat showed no change in rotatory behavior.
2. The density of TH-ir axon terminals in the striatum was significantly increased by the Ad-GDNF injection (75%
of normal side), but there was no change in the density by the Ad-LacZ injection (37% of normal side) compared to 6-OHDA lesioned striatum. This means the Ad-GDNF injection prevented the degenerative change of TH-ir axon terminals in the stritum of the PD rat.
3. The number of TH-ir cell body was significantly recovered by the Ad-GDNF (82% of normal side), but there was
not recovered by the Ad-LacZ injection (60% of normal side) compared to 6-OHDA lesion. This means the retrogradely transported Ad-GDNF induced the TH expression in the dopaminergic neurons of the substantia nigra.
Gene therapy with Ad-GDNF prevented the degeneration of dopaminergic neurons and axon terminals in the 6-
OHDA-induced PD rat.