신경병증 통증 모델에서 Carbenoxolone과 P2x receptor 길항제의 효과 Effects of Carbenoxolone and P2X recepter antagonist combined therapy on oral neuropathic pain in rat원문보기
본 연구는 안면부 신경병증 통증 모델에서 간극결합을 분리하는 Carbenoxolone(CBX)과 P2X 수용체의 길항제(iso-PPADS)의 진통작용을 확인하고자 수행되었다. 실험동물은 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐(240~280g)를 사용하였으며, 안면부 신경병증 통증을 유발하기 위해 흰쥐의 하악 왼쪽 두 번째 어금니를 발거하고, 아랫 이틀신경의 손상을 유도하기 위해 소형 치과용 임플란트를 식립하였다. CBX를 복강으로 하루 2번 투여 했을 때, 25ug/kg에서 유의한 진통반응이 나타났다(p<0.05). iso-PPADS 역시 복강으로 하루 2번 투여 했을 때, 25ug/kg에서 유의한 진통반응이 나타났다(p<0.05). 두 약물의 각각의 효과가 나타나지 않은 저 농도에서 함께 투여하였을 때, CBX 1ug/kg, iso-PPADS 2.5ug/kg를 투여 시 유의한 진통 효과가 나타났다(p<0.05). 저 농도의 CBX를 이용한 간극결합의 차단과 저 농도의 P2X 수용체의 길항제를 함께 투여 시 구강 안면신경병증통증기전에서 통증을 억제하는 효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 CBX를 이용한 간극결합의 차단과 P2X 수용체의 길항제의 투여가 안면부 통증조절에 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.
본 연구는 안면부 신경병증 통증 모델에서 간극결합을 분리하는 Carbenoxolone(CBX)과 P2X 수용체의 길항제(iso-PPADS)의 진통작용을 확인하고자 수행되었다. 실험동물은 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐(240~280g)를 사용하였으며, 안면부 신경병증 통증을 유발하기 위해 흰쥐의 하악 왼쪽 두 번째 어금니를 발거하고, 아랫 이틀신경의 손상을 유도하기 위해 소형 치과용 임플란트를 식립하였다. CBX를 복강으로 하루 2번 투여 했을 때, 25ug/kg에서 유의한 진통반응이 나타났다(p<0.05). iso-PPADS 역시 복강으로 하루 2번 투여 했을 때, 25ug/kg에서 유의한 진통반응이 나타났다(p<0.05). 두 약물의 각각의 효과가 나타나지 않은 저 농도에서 함께 투여하였을 때, CBX 1ug/kg, iso-PPADS 2.5ug/kg를 투여 시 유의한 진통 효과가 나타났다(p<0.05). 저 농도의 CBX를 이용한 간극결합의 차단과 저 농도의 P2X 수용체의 길항제를 함께 투여 시 구강 안면신경병증통증기전에서 통증을 억제하는 효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 CBX를 이용한 간극결합의 차단과 P2X 수용체의 길항제의 투여가 안면부 통증조절에 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.
The study was conducted to confirm the analgesic effects of the Carbenoxolone(CBX)and P2X receptor antagonist(iso-PPADS), which separates the gap junction in the facial neuropathic pain model. The experiment used white male Sprague-Dawley rats (240~280g). The second left molars on the lower jaw was ...
The study was conducted to confirm the analgesic effects of the Carbenoxolone(CBX)and P2X receptor antagonist(iso-PPADS), which separates the gap junction in the facial neuropathic pain model. The experiment used white male Sprague-Dawley rats (240~280g). The second left molars on the lower jaw was extracted to induce facial neuropathic pain, and small dental implants were implanted to induce damage to the inferior alveolar nerve. When CBX was injected twice daily to the abdominal cavity, a significant analgesic effect at 5ug/kg was observed(p<0.05). In addition, when iso-PPADS was injected twice daily into the abdominal cavity, a significant analgesic reaction was observed at $25{\mu}g/kg$(p<0.05). When the two drugs were injected together at a low concentration, in which they did not display an effect, they displayed a significant analgesic reaction at CBX 1ug/kg and iso-PPADS 2.5ug/kg(p<0.05). When a gap injunction block using a low concentration of CBX and a low concentration P2X receptor antagonist was injected together, the pain suppressing effect was observed against the orofacial neuropathic pain mechanism. These results make it possible to determine that the gap junction block using CBX and the injection of the P2X receptor antagonist plays an important role in the pain management of the facial region.
The study was conducted to confirm the analgesic effects of the Carbenoxolone(CBX)and P2X receptor antagonist(iso-PPADS), which separates the gap junction in the facial neuropathic pain model. The experiment used white male Sprague-Dawley rats (240~280g). The second left molars on the lower jaw was extracted to induce facial neuropathic pain, and small dental implants were implanted to induce damage to the inferior alveolar nerve. When CBX was injected twice daily to the abdominal cavity, a significant analgesic effect at 5ug/kg was observed(p<0.05). In addition, when iso-PPADS was injected twice daily into the abdominal cavity, a significant analgesic reaction was observed at $25{\mu}g/kg$(p<0.05). When the two drugs were injected together at a low concentration, in which they did not display an effect, they displayed a significant analgesic reaction at CBX 1ug/kg and iso-PPADS 2.5ug/kg(p<0.05). When a gap injunction block using a low concentration of CBX and a low concentration P2X receptor antagonist was injected together, the pain suppressing effect was observed against the orofacial neuropathic pain mechanism. These results make it possible to determine that the gap junction block using CBX and the injection of the P2X receptor antagonist plays an important role in the pain management of the facial region.
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문제 정의
본 연구에서는 신경병증통증 모델에서 간극결합의 차단과 P2X 이온친화성 수용체가 통증기전에서 주는 영향을 확인하고자 하였다.
본 연구에서는 중추에서 통증의 발생 및 조절에 기여하는 신경아교세포(gila)에서의 간극결합(gap junction)과 P2X 수용체의 역할을 알아보고자 간극결합을 분리하는 Carbenoxolone(CBX)과 P2X 수용체 길항제(iso-PPADS)를 각각 투여하여 안면부 신경병증 동물모델의 통증행위반응을 알아보았다. 최근 연구에 의하면 척수 손상 동물 모델에서 CBX를 척수강 내(intrathecal)로 투여했을 시 통증이 억제되는 것으로 나타났다 [16-17].
제안 방법
Carbenoxolone와 iso-PPADS(P2X antagonist)를 투여 시 진통 반응이 나타나지 않은 농도를 함께 투여하였다. 각각의 저 농도 투여 시 진통 반응은 나타나지 않았지만, iso-PPAD 1ug 단독 투여와 SCBX 2.
무해자극 통증 평가를 하기 위하여 공기로 악안면 영역에 공기로 피부를 자극하여 회피반응을 유도하고 이때 나타나는 공기자극의 역치를 평가하였다(Air-puff test) 1에서 40으로 숫자로 표현하였으며, 숫자가 작을수록 통증 반응을 나타난다[14-15].
본 연구에 사용되어진 두 약물에서 통증 조절에 기여하지 못한 Carbenoxolone(CBX)과 P2X 수용체 길항제(iso-PPADS)의 각각의 저 농도를 가지고 동시에 투여하였다. 각각 사용했을 때는 통증 완화효과가 나타나지 않았지만 각각의 저 농도를 같이 투여를 했을 때 1차 투여 후 6시간 뒤 2차 투여 후 유의한 진통효과가 나타났다.
(Saint Louis, MO, USA)로부터 구입하였다. 생리식 염수에 녹여 사용하였으면, 두 약제는 복강으로 하루에 두 번 투여하였다. 아무런 처치를 하지 않은 대조군(n=6), 각 농도마다 실험군(n=6)으로 분류하였다.
신경병증 통증을 유발하기 위해 흰쥐의 하악 왼쪽 두 번째 어금니를 발거하고, 아랫 이틀신경의 손상을 유도하기 위해 소형 치과용 임플란트(직경:1 mm, 길이:4 mm, 메가젠, 경산, 한국)를 식립하였다[14-15].
생리식 염수에 녹여 사용하였으면, 두 약제는 복강으로 하루에 두 번 투여하였다. 아무런 처치를 하지 않은 대조군(n=6), 각 농도마다 실험군(n=6)으로 분류하였다.
악안면 영역에 아래이틀 신경에 잘못 식립된 임플란트로 신경병증 통증을 유발하였어며, 신경병증 통증이 유발된 실험동물의 통증행위 반응을 알아보기 위해 무해자극 통증 평가를 실시하였다. 임플란트 식립 후 1일째부터 유의하게 통증 행위반응을 나타내었다[F(1,14)= 469.
대상 데이터
실험동물은 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐(240～280 g)를 사용하였다. 12시간 주/야 순환주지 및 온도가 일정하게 유지되는(23±1 ℃) 환경 속에서 물과 사료는 자유로이 공급하였다.
데이터처리
모든 결과는 평균 ±표준 오차(SEM)로 표시하였다.
실험결과의 통계분석은 다중 그룹에서 반복측정자료의 분산분석법과 LSD post-hoc test를 이용하였다. 통계적인 비교를 위해 통계적 유의성의 표준값은 p<0.
이론/모형
본 연구에서는 치과에서 임플란트 수요가 증가에 따라 빈번하게 아랫이틀신경(Inferior alveolar nerve)의 손상으로 발생하고 되고 있으며, 이에 따른 신경병증통증 발생 빈도가 많아지고 있음이 보고되어 있다. 그래서 잘못 식립된 임플란트를 통해 아랫니틀신경을 손상시키고 신경병증통증을 유발하는 실험동물 모델을 이용하였다[14].
성능/효과
psi의 숫치가 높을수록 진통반응이 나타나는 것이며, 실험군에서 대조군에 비해 통증 반응은 평균 5psi 정도 통증을 확인하였다.
psi의 숫치가 높을수록 진통반응이 나타나는 것이며, 실험군에서 대조군에 비해 통증 반응은 평균 5psi 정도 통증을 확인하였다. 20일까지 유의하게 통증 반응이 나왔으며, 25일정도 손상된 신경의 회복 되었으며, 50일 정도에 완전 회복이 되었다.
본 연구에 사용되어진 두 약물에서 통증 조절에 기여하지 못한 Carbenoxolone(CBX)과 P2X 수용체 길항제(iso-PPADS)의 각각의 저 농도를 가지고 동시에 투여하였다. 각각 사용했을 때는 통증 완화효과가 나타나지 않았지만 각각의 저 농도를 같이 투여를 했을 때 1차 투여 후 6시간 뒤 2차 투여 후 유의한 진통효과가 나타났다. 이것은 저 농도의 CBX이 저 농도의 P2X 수용체 길항제가 만나 통증의 전달하는 세포막의 전달을 완전히 차단한 것으로 보여지며, 염증 실험 모델에서 CBX이 P2X7의 수용체의 분비 기전을 차단해서 염증 물질이 활성화하는 것은 억제한 실험 결과와 유사한 것으로 보여진다[20].
각각의 저 농도 투여 시 진통 반응은 나타나지 않았지만, iso-PPAD 1ug 단독 투여와 SCBX 2.5 ug으로 하루 2번 투여한 그룹에서 유의한 효과가 나타났으며[F(1,6)= 389.469, P < 0.05].
중추신경계 뿐만 아니라 말초조직에서도 염증성 또는 신경병증성 통증조절에 관여하다고 보고되어져 있다[19]. 본 연구에서도 P2X 수용체 길항제의 농도에 따른 유의한 진통효과 나타났으며, 이는 기존의 실험 결과를 동일하게 나타났다.
신경 손상 후 1일째 iso-PPADS(P2X antagonist) 25 ug과 2.5 ug, 1 ug를 각각 단일 복강 투여하였을 때 2.5 ug, 1 ug 투여한 통증 반응이 지속적으로 나타난 반면, 25u g 투여한 실험군에서 3시간째부터 진통반응이 나타났다. 2시간이 지난 후에는 모든 그룹에서 통증반응이 나타났다[F(1,6)= 2649.
신경 손상 후 1일째부터 실험군에서는 통증이 나타났으며, 1일째 Carbenoxolone 25 ug/kg과 1 ug/kg를 각각 단일 복강으로 투여하였을 때 모든 농도에서 유의한 반응은 나타나지 않았다. 하지만, 단일 투여 후 6시간째 재투여 시 Carbenoxolone 25 ug/kg에서 유의한 진통반응이 나타났다[F(1,6)= 1042.
최근 연구에 의하면 척수 손상 동물 모델에서 CBX를 척수강 내(intrathecal)로 투여했을 시 통증이 억제되는 것으로 나타났다 [16-17]. 이러한 연구 결과와 마찬가지로, 본 연구에서도 악안면 신경병증 통증 모델에서 복강으로 CBX 투여가 통증이 억제되는 것을 확인하였고, 이것은 CBX가 간극결합 및 hemichannels의 강력한 차단제으로 안면부 통증 조절에도 관여함을 증명하였다. 이번 연구에서 이온 채녈 조절에 관여하는 P2X 수용체는 세포 바깥에 존재하는 ATP 등 퓨린의 결합에 의해 통로가 열리며, 7개의 서브타입으로 알려져있다[18].
후속연구
통증 전달에 있어서 신경아교세포에서 유리되는 P2X 이온친화성 수용체(ionotropic receptor)는 7개의 아형으로 알려져 있으며[13], 척수 뒤뿌리(spinal dorsal root)와 삼차신경절 신경세포(trigeminal ganglion neurons)에서 주로 발현되고 이들 발현부위는 구강 안면의 통증 발생과 유지에 매우 중요하게 작용한다. 다양한 연구 결과를 통해 안면부위에서 말초성 P2X 수용체와 간극결합이 통증 전도와 조절에 영향을 주는 것으로 증명되고 있지만, 구강영역의 신경병증 모델에서는 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 치과에서 임플란트 수요가 증가에 따라 빈번하게 아랫이틀신경(Inferior alveolar nerve)의 손상으로 발생하고 되고 있으며, 이에 따른 신경병증통증 발생 빈도가 많아지고 있음이 보고되어 있다.
또한 간극결합은 connexon이라는 여섯 단백질 서브 유닛(CX)로 구성되는데, 그 중 Cx43은 척수가 손상된 실험 모델에서 Cx43이 발현된 것이 확인 되었고[21], 통증조절에 관여한다는 연구가 보고되었다. 본 연구에서는 직접적인 평가를 시행하지 않았지만 추후 연구에서 간극결합과 Cx43를 확인 한다면 중추신경계의 신경아교세포 통증 기전의 이론적 근거가 될 것이라고 사료된다. 이상의 연구결과를 요약하면, 저 농도의 Carbenoxolone를 이용한 간극결합의 차단과 저 농도의 P2X 수용체를 함께 투여 시 구강안면신경병증통증기전에서 통증을 억제하는 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었고, 이러한 연구결과는 향후 악안면 영역에서 발생되는 신경병증 치료를 위한 기초자료로 제공 될 수 있음을 보여 진다.
이 연구에서는 간극결합(gap junction)과 P2X 수용체의 동물 행위 반응으로만 통증의 조절을 확인하였지만 차후 통증이 발생 되고 약물이 투여 된 상태에서 중추 또는 말초의 조직 변화를분자 생물학적으로 살펴본다면 간극결합이 통증에 유의한 영향을 미친다는 연구 결과를더 뒷받침 해 줄 수 있을 것이라고 생각되어진다. 또한 간극결합은 connexon이라는 여섯 단백질 서브 유닛(CX)로 구성되는데, 그 중 Cx43은 척수가 손상된 실험 모델에서 Cx43이 발현된 것이 확인 되었고[21], 통증조절에 관여한다는 연구가 보고되었다.
본 연구에서는 직접적인 평가를 시행하지 않았지만 추후 연구에서 간극결합과 Cx43를 확인 한다면 중추신경계의 신경아교세포 통증 기전의 이론적 근거가 될 것이라고 사료된다. 이상의 연구결과를 요약하면, 저 농도의 Carbenoxolone를 이용한 간극결합의 차단과 저 농도의 P2X 수용체를 함께 투여 시 구강안면신경병증통증기전에서 통증을 억제하는 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었고, 이러한 연구결과는 향후 악안면 영역에서 발생되는 신경병증 치료를 위한 기초자료로 제공 될 수 있음을 보여 진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
신경병증 통증이 유발된 실험동물의 통증행위 반응을 알아보기 위해 무해 자극 통증 평가를 실시한 결과는 어떠한가?
악안면 영역에 아래이틀 신경에 잘못 식립된 임플란 트로 신경병증 통증을 유발하였어며, 신경병증 통증이 유발된 실험동물의 통증행위 반응을 알아보기 위해 무해 자극 통증 평가를 실시하였다. 임플란트 식립 후 1일째 부터 유의하게 통증 행위반응을 나타내었다[F(1,14)= 469.767, P < 0.05].psi의 숫치가 높을수록 진통반응이 나타나는 것이며, 실험군에서 대조군에 비해 통증 반응은 평균 5psi 정도 통증을 확인하였다. 20일까지 유의하게 통증 반응이 나왔으며, 25일정도 손상된 신경의 회복 되었으며, 50일 정도에 완전 회복이 되었다.
신경병증성 통증이란?
사람이나 동물의 조직이나 신경의 손상에 의해 발생 하는 통증을 흔히 신경병증성 통증(neuropathic pain)이라고 하며, 원인이 없어지면 소실되거나, 수개월에 걸쳐 재발하는 통증의 양상이 다양한 프로세스에 의해 진행되 어진다[1]. 신경 손상 후 통증 전달의 기전으로 척수 후각신경(dorsal horn neuron) 세포의 흥분성을 증가시킬수 있는 것으로 보고되었다[2].
신경질환의 발병에 중요한 역할을 하는 것은 무엇인가?
신경 손상 후 통증 전달의 기전으로 척수 후각신경(dorsal horn neuron) 세포의 흥분성을 증가시킬수 있는 것으로 보고되었다[2]. 특히 신경아교세포(glial cell)의 활성화는 신경질환의 발병에 중요한 역할을 하는 것으로 보고되고 있다[3]. 퇴행성신경질환에서 활성화된 신경아교세포에 의하여 신경세포의 사멸과 그에 따른 신경질환이 유도된다는 학설이 보고되었으며[4], 이러한 관점에서 신경아교세포의 기능이 강조되고 있다.
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