아밀로이드 베타 펩타이드로 유도된 알츠하이머 질환 모델에 대한 트레드밀 운동의 기억력 및 장기상승작용에 미치는 기전

국문 초록 (Abstract)

1차년도 과제에서는 아밀로이드 베타에 의해 유도된 알츠하이머 동물모델에서 뇌연접가소성과 관련된 dendrite spine 구조와 기억작용에 중요한 역할을 담당하는 장기강화 (long term potentiation)에 대한 운동의 효과를 규명한다. 실험동물은 5주령된 25∼30 g의 ICR 생쥐를 sham 수술군 (n=10), sham 수술-트레드밀 운동군 (n=10), 아밀로이드베타 투여군 (n=10), 아밀로이드 베타-운동군 (n=10)으로 구분하고 정해진 프로토콜에 따라 운동을 실시하고 행동 테스트를 실시한 후 희생시킨다. 알츠하이머 질활은 아밀로이드 베타25-35 이용한 Maurice 등(1996)의 방법에 기초해 stereotaxic apparatus기구를 이용하여 두개골 좌표 (A. -0.22 mm, L. 1 mm, V. 2.5 mm)에 주입한다. 운동군은 소형동물용 트레드밀에서 점증적인 부하를 이용하여 4주간 운동을 실시한다. 점증부하 운동은 저·중등도 운동으로 트레드밀에서 경사도 0 %에서 초기 5분간은 5 m/min 속도로 부하 하다가 그 다음 5분은 8 m/min 속도로, 나머지 20분간은 11 m/min 속도로 총 30분, 일주일에 5일씩 4주간 실시한다. 알츠하이머 유발 후 4주간의 트레드밀 운동에 종료되면 운동 4주후 MED64 system을 사용하여 해마 절편의 장기상승작용 (long term potentiation, LTP)을 측정하고 해마절편은 golgi silver impregnation을 사용하여 dendrite spine 밀도 (dendritic spine density)를 측정한다. 해마의 아밀로이드베타 생성을 관찰하기 위하여 면역조직화학법 중 자유부유 (free-floating)법을 사용하여 β-amyloid precursor protein (β-APP) 면역조직화학 염색을 시행한다. 그리고 기억력 측정을 위한 행동검사는 실험종료 전 3일 전부터 기억력 및 인지기능과 관련된 수동회피반응 시험 (Step-through passive avoidance test), Y자형 미로 실험(Y-maze task), Morris water maze task 행동검사를 실시한다.
2차년도 연구방법은 아밀로이드 베타에 의해 유도된 알츠하이머 동물모델에서 첫째, 신경생성 및 기억력에 대한 운동의 효과 규명하고, 둘째, 알츠하이머 동물모델에서의 신경세포 사멸의 운동효과 규명하고자 한다. 면역조직화학법을 이용하여 해마의 신경세포 생성 단계와 세포사멸인자의 활성을 관찰하기 위하여 면역조직화학법 중 자유부유 (free-floating)법을 사용하여 β-amyloid precursor protein (β-APP), 5-bromo-2-deoxyuridine (BrdU), caspase-3 면역조직화학 염색과 terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay, western blot을 이용하여 해마의 brain-derived neurotrophic factor (BDNF), TrkB, bax, bcl-2, cleaved caspase-3, caspase-9을 분석한다. 그리고 기억력 측정을 위한 행동검사는 실험종료 전 3일 전부터 기억력 및 인지기능과 관련된 수동회피반응 시험 (Step-through passive avoidance test), Y자형 미로 실험(Y-maze task), Morris water maze task 행동검사를 실시한다.