초록 ▼

알코올은 가장 많이 남용되는 약물중의 하나이며, 알코올에 남용에 의한 부작용들이 계속해서 보고되고 있으나, 연구 결과는 여전히 단편적이다. 따라서 본 연구에서는 알코올에 의해 변화되는 유전자들을 찾아내어 알코올이 뇌에 미치는 영향을 분자적인 수준에서 규명하고, 이러한 유전자가 기억과 학습에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 실험 동물로는 Sprague-Dawley계 흰쥐를 사용하였으며, 알코올 투여 방법과 시기에 따라서 급성, 만성, 태아 알코올 모델로 구분하였으며, 실험군은 모델에 따라서 3g/kg의 에탄을 (20% in

알코올은 가장 많이 남용되는 약물중의 하나이며, 알코올에 남용에 의한 부작용들이 계속해서 보고되고 있으나, 연구 결과는 여전히 단편적이다. 따라서 본 연구에서는 알코올에 의해 변화되는 유전자들을 찾아내어 알코올이 뇌에 미치는 영향을 분자적인 수준에서 규명하고, 이러한 유전자가 기억과 학습에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 실험 동물로는 Sprague-Dawley계 흰쥐를 사용하였으며, 알코올 투여 방법과 시기에 따라서 급성, 만성, 태아 알코올 모델로 구분하였으며, 실험군은 모델에 따라서 3g/kg의 에탄을 (20% in saline)을 1회, 또는 2주간 복강 주사하였다. 흰쥐 뇌의 해마부위에서 RNA를 추출하여 cDNA micro-array를 실시하였으며, 결과를 micro-array analysis로 분석하였다 cDNA array 분석 결과를 northern hybridization과 RT-PCR을 실시하여 검증하였으며, immunohistochemistry 및 in situ hybridization을 실시하여 발현 부위를 확인하였다.
cDNA micro-array 분석결과 알코올에 의해서 변화되는 유전자들은 물질수송, 신호전달, 에너지 대사, 신경세포의 구조적 안정화, 신경성장인자 및 호르몬과 관련된 것들이었으며, 이러한 결과는 알코올의 작용부위가 다양하고 광범위하다는 것을 보여준다. Nociceptin, PLP, clusterin, GAP43 유전자는 공통적으로 변화되었는데 이러한 유전자들은 알코올에 민감하게 반응하는 유전자라고 할 수 있다. Nociceptin은 처음에는 통증에 관여하는 유전자라고 알려졌었으나, 최근에는 기억과 학습에도 관여한다고 보고되고 있다. clusterin은 아직까지 그 기능이 완전히 밝혀져 있지는 않으나, cell-cell interaction과 세포 내에서 다양한 종류의 단백질과 반응한다고 알려져 있으며, PLP와 GAP43은 신경세포의 안정성과 axon의 sprouting 및 시냅스 형성에 관여하는 유전자로 알려져 있다. 특히, PLP와 GAP43은 알코올 섭취로 인해 발현이 감소 되었는데, 이는 곧 세포간 신호전달의 방해 및 시냅스 형성을 저해하여 기억과 학습장애를 유발 할 것이라 생각된다. 따라서 알코올을 섭취하면, 세포간 communication에 관여하는 유전자의 발현을 감소시켜서, 기억력 감퇴와 학습장애를 일으키는 것으로 판단된다.

Abstract ▼

Ethanol intoxication can trigger widespread abnormalities in the brain, although the mechanisms of this action remains unclear. In the present study, we determined changes in hippocampal gene expression, especially memory-related genes, using cDNA array, and demonstrated their expression pattern and

Ethanol intoxication can trigger widespread abnormalities in the brain, although the mechanisms of this action remains unclear. In the present study, we determined changes in hippocampal gene expression, especially memory-related genes, using cDNA array, and demonstrated their expression pattern and functions. Acute and chronic exposure of Sprague-Dawley rats to ethanol were made with various injection methods and times as well as infant alcoholic model. Ethanol was administered to experimental group at a dose of 3 g/kg body weight (20% in saline) and control animals received injection of saline. To validate microarray results, the expression profile for selected genes were verified via northern blotting and RT-PCR, and their distributions were localized via immunohistochemistry and in situ hybridization method. Altered gene expressions determined by cDNA array were related to carrier protein, signal transduction, energy metabolism, cytoskeleton, neuronal growth factor and hormones implying alcohol's interaction with multiple targets. Some genes changed differently among acute, chronic and infant alcoholic model, and others like nociceptin, PLP, HASPP28, clusterin and GAP43 displayed the same pattern in all those models, indicating that they are susceptible to alcohol exposure. Especially, decreased expression of PLP and GAP43 might cause damages to teaming and memory by implying signal transduction and neurotransmitter release.
Thus, ethanol intoxication may came negative impacts on learning and memory via decreased expression of genes mediating extracellular communication.

목차 Contents

• List of Figures...9
• 제1장 연구개발과제의 개요...10
• 제2장 국내외 기술개발 현황...12
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...14
• 1. 이론적, 실험적 접근 방법...14
• 2. 연구 내용...14
• 3. 연구 결과...18
• 가. 알코올 실험 동물 모델...18
• 나. 알코올에 의해 변화되는 유전자 탐색...18
• 다. 태아 알코올 증후군...22
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...46
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...46
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...46
• 제7장 참고문헌...47