노화에 따른 흰쥐 뇌의 nNOS mRNA 양성신경세포의 변화에 대한 조직화학적 연구 = In situ Hybridization Study on the Distribution of nNOS mRNA-positive Neurons in the Cerebral Cortex and Cerebellum of Aged Rats

국문 초록 (Abstract)

산화질소 (nitric oxide, NO)는 신경계통 및 비신경계통 조직에서 작용하는 신경전달물질, 신경조절물질 또는 이차전령물질로서 연접형성성 (synaptic plasticity)의 기전 등에 관여하며, 특히 학습과 기억에 관여하는 기전인 해마의 장기적 활성화와 밀접한 관련이 알려진 자유래디칼이다. 산화질소는 산화질소합성효소 (nitric oxide synthase, NOS)에 의하여 arginine으로부터 합성되며 노화에 따라서 그 합성이 감소한다고 보고되어왔다. 본 연구에서는 신경세포에서 발현되는 산화질소합성 효소인 nNOS의 mRNA에 상보적인 digoxigenin-labelled riboprobe를 이용한 in situ hybridization 기법을 적용하여 mRNA 수준에서 노화에 따른 nNOS의 변화를 조사하였다. 노화된 흰쥐의 대뇌겉질과 해마, 소뇌겉질에서 nNOS mRNA 양성 신경세포가 관찰되었으며 그 분포 양상은 성숙 흰쥐와 동일하였으나 그 염색성은 성숙 흰쥐에 비하여 매우 약하였다. 노화 흰쥐는 성숙 흰쥐에 비하여 대뇌의 뒤통수엽겉질에서 86.2%, 마루엽겉질에서 81.2%, 관자엽겉질에서 79.4%, 해마의 conus ammonis 1 (CA1)에서 86.2%, 치아이랑에서 92.3%, 소뇌의 조롱박세포는 73.9%로 각각 감소하여 해마의 CA1과 치아이랑에서 가장 뚜렷한 감소를 나타내었다. 따라서 노화된 흰쥐 뇌의 nNOS mRNA 감소로 인하여 신경세포의 NOS가 감소하고 그 결과 산화질소의 합성이 감소하여 중요한 기능적 변화가 유발된다고 생각되며, 특히 해마에서의 감소가 노화에 따른 기억 및 학습 기능의 장애와 관련이 있는 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Nitric oxide (NO) is a diffusible cellular mediator generated by the enzyme nitric oxide synthase (NOS). 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. Several data have shown that NO
production is decreased in the aged rat. Changes in the nNOS mRNA-containing neurons with aging were demonstrated by in situ hybridization. nNOS mRNA-positive cells in aged rats were present in all cortical areas, hippocampus, and cerebellum and the distribution was similar to that of the young adult group. The number of nNOS mRNA-positive cells was significantly decreased in the occipital (86.2%), parietal (81.2%), and temporal cortices (79.4%), also in hippocampal CA1 (86.2%), dentate gyrus (92.3%), and cerebellar Purkinje cells (73.9%). The most severe decrease was found in hippocampal area. These results are consistent with the former studies showing NO decrease in aging brain and nNOS mRNA decrease indicates the involvement of neuronal system containing NOS in the aging brain, especially for learning and memory.