운동이 성별 및 노화에 따른 염증과 신경세포생성에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 내용은 크게 2 가지로 요약할 수 있다. 첫째, LPS 투여 쥐에서 지구성 운동이 연령별 신경세포 생성과 세포사멸에 미치는 영향과 그 기전 연구이다. 둘째, 이러한 LPS 투여 이후 연령별 운동으로 인한 인지기능의 향상의 차이를 연구하는 것이다. 이러한 연구결과를 기반으로 lipopolysaccharide (LPS) 경피 주입에 의한 뇌염증 유발 후 지구성 운동의 효과를 검증하고자 하였다. 염증 유발 후 운동집단은 소형동물용 트레드밀에서 하루 일회씩 30분 운동을 4주 동안 실시하였다. 트레드밀 운동은 트레드밀 경사도 0 %에서 초기 5분간은 10～15m/min 속도로 부하 하다가 23～25m/min 속도에서 30분간 실시하였다. 세포사멸은 terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick (TUNEL) 법과 caspace-3, 신경 세포생성은 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU) 면역조직화학법을 이용하여 검사하였다. 행동검사는 radial arm maze를 이용한 미로찾기 방법을 실시하였다 (Luine 등., 1994; Mizuno 등., 2000). 본 연구의 결과 나이에 따라 염증유발에 의한 BrdU 양성세포수 측정을 통하여(Kempermann 등., 1997) 유의하게 감소된 것을 볼 수 있었다. 트레드밀 운동은 노화, 염증으로 감소된 BrdU 양성세포수를 유의하게 증가시키는 것으로 나타났으며, 나이에 따라 염증유발로 인해 TUNEL 양성세포수 및 caspase-3가 유의하게 증가된 것을 볼 수 있었다. 트레드밀 운동은 노화, 염증으로 증가된 TUNEL 양성세포수 및 caspase-3를 유의하게 감소시키는 것으로 나타났다. 인지적 기능에 있어서, 나이에 따라 염증유발로 인해 인지수행능력이 유의하게 감소된 것을 볼 수 있었으며, 성인쥐에 비해 노화쥐에서 인지수행능력의 저하가 현저하게 감소된 것을 볼 수 있다. 그러나 트레드밀 운동은 노화, 염증으로 저하된 인지수행능력의 감소를 증가 시킨 것으로 나타났다. 결론적으로, 트레드밀 운동은 LPS 투여로 인한 증가된 신경세포의 사멸의 증가 및 신경세포생성을 억제하는 것으로 나타났으며, 인지기능에 있어서도 유의한 향상된 결과를 가져옴으로써 연령별 트레드밀 운동이 염증으로 인한 뇌기능의 손상을 억제시키는데 효과적인 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the present study, it was summarized with the effect of long-term treadmill exercise on cognition function and apoptotic neuronal cell death and neurogenesis in the hippocampus following the subcutaneous injection of LPS in rats was investigated. Rats in the running group were forced to run on a treadmill for 30 min once a day during four weeks. The exercise load for the running group consisted of running at a speed of 10~15 m/min for the first 5 min and at a speed of 23~25 m/min for the next 30 min with 0 of inclination. It were used to determine apoptosis and neurogenesis with terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) assay, and immunohistochemistry for caspase-3 and 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU). In order to evaluate the cognition ability of the rats, the radial arm maze was employed as previous described (Luine et al., 1994; Mizuno et al., 2000). The number of BrdU-positive cells in each area of the hippocampus was then counted according to a stereological method (Kempermann et al., 1997). The results of present paper were found to be significantly higher in the LPS-induced inflammation plus exercise groups according to age. The immunohistochemistry for terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) assay and caspase-3 were significant decrease in LPS-induced inflammation for all groups. However, this were reversed with treadmill exercise. In the present results, the cognition function of the radial arm maze task was significantly higher in the LPS-induced inflammation plus exercise rats group than in LPS-induced inflammation group. In conclusion, treadmill exercise facilitate cognition ability, enhance neurogenesis, and suppress neuronal cell apoptosis. In addition to, the effects of treadmill exercise were reversed with brain function for damage following LPS-induced inflammation