초록 ▼

본 연구는 비타민B6인 피리독신을 대상으로 내인성신경세포 재생에 어떠한 영향을 미치는지를 확인하고자 하였으며, 이를 토대로 하여 GABA와의 관계 뿐 아니라, 각종 뇌의 변화에 따라서 피리독신이 미치는 영향을 확인하고자 하였음. 이를 위해서 피리독신의 효능을 확인하였으며, 350 mg/kg의 농도로 투여하였을 때, 신경세포재생이 유의적으로 촉진됨을 Ki67, doublecortin (DCX)에 대한 면역조직화학염색으로 확인하였음. 또한 GABA와의 연관성을 확인하기 위해 GABA의 합성효소인 glutamic acid decarbox

본 연구는 비타민B6인 피리독신을 대상으로 내인성신경세포 재생에 어떠한 영향을 미치는지를 확인하고자 하였으며, 이를 토대로 하여 GABA와의 관계 뿐 아니라, 각종 뇌의 변화에 따라서 피리독신이 미치는 영향을 확인하고자 하였음. 이를 위해서 피리독신의 효능을 확인하였으며, 350 mg/kg의 농도로 투여하였을 때, 신경세포재생이 유의적으로 촉진됨을 Ki67, doublecortin (DCX)에 대한 면역조직화학염색으로 확인하였음. 또한 GABA와의 연관성을 확인하기 위해 GABA의 합성효소인 glutamic acid decarboxylase 67 (GAD67)에 대한 면역조직화학염 색 및 western blot을 실시하여, pyridoxine의 투여가 GAD67을 유의적으로 증가시킴을 확인할 수 있었음. 한편 피리독신에 의해 해마에서 어떠한 단백질이 변화하는지 DIGE를 통해 분석한 결과, phosphogluverate mutase 1,DNA primase large subunit, cannabinoid receptor-interacting protein1이 변화폭이 상대적으로 큰 것으로 확인 되었으며, 현재 cannabinoid receptor-interacting protein 1에 대한 조직내 발현변화를 확인 중에 있음. 한편 피리독신에 의한 신경세포재생을 보다 촉진시킬 수 있는 인자를 탐색하기 위하여 histone deacetylase inhibitor로 알려진 sodium butyrate를 병용투여하여, 피리독신에 의한 신경세포재생을 효과를 촉진하는지를 확인할 결과 Ki67, DCX에 염색된 세포가 보다 많이 증가함을 확인함으로써 sodium butyrate의 병용투여가 신경세포재생을 보다 촉진함을 확인할 수 있었음. 이러한 연구결과를 바탕으로 노화, 비만, 뇌허혈 등의 뇌질환/대사질환에 이환되었을 경우에 피리독신 단독 또는 sodium butyrate의 병용투여가 이들 질환의 표현형을 경감시키고, 신경세포재생을 촉진하는지를 확인하였음. 노화는 D-galactose를 7주간 투여함으로써 유도하였고, 노화에 의한 기억력 감퇴는 Morris water maze test를 통해 확인하였음. 그 결과 D-galactose의 7주 투여는 기억력 감퇴 뿐 아니라 Ki67, DCX에 염색된 세포수를 유의적으로 감소시키는 것을 확인할 수 있었음. 이러한 동물에 피리독신 및 sodium butyrate를 3주간 병용투여한 결과 Morris water maze에 의한 latency time을 감소시켰으며, Ki67, DCX에 염색된 세포수를 유의적으로 증가시켰으며, 이외에도 GAD67의 양을 증가시키고, phosphorylated CREB을 증가시킴을 확인할 수있었음. 한편 비만 모델은 60%의 고지방식이를 8주간 급여함으로써 유도하였고, 이후 3주간 피리독신을 투여하였음. 3주간의 피리독신 투여는 사료섭취량 및 체중 감소를 가져왔으며, 혈당을 유의적으로 감소시켰으며, 간의 공포화를 현저하게 감소시키는 것을 확인할 수 있었음. 한편 이자의 형태 및 glucagon, insulin에 염색된 세포는 거의 변화가 없음을 확인할 수 있었음. 또한 Ki67, DCX에 염색된 세포수는 고지방식이에 의해서 유의적으로 감소되었으나, 피리독신의 투여에 의해서 유의적으로 증가되는 것을 확인하였음. 한편 피리독신에 의한 신경세포재생이 뇌질환에 효과가 있는지를 확인하기 위해 Mongolian gerbil에 일시적인 전뇌허혈을 유도한 다음, 신경세포사멸이 일어난 후인 4일 경과 후부터 투여를 시작하였음. 투여 30, 60일 후에 동물을 희생하여 성숙된 신경세포의 생성 유무를 NeuN 및 beta-tubulin을 이용하여 면역조직화학염색으로 확인한 결과 뇌허혈 유발 30일 보다는 60일에 NeuN에 염색된 세포가 다수 관찰되었으며, 특히 beta-tubulin에 염색된 신경섬유가 증가하여, 일부 신경세포 생성을 확인할 수 있었으나, 그 수가 매우 적게 관찰되었음. 한편 gerbil의 넙다리부위에서 지방을 떼어 중간엽 줄기 세포를 분리한 다음 intrathecal을 통해 세포를 투여한 결과 투여 4주까지 DCX에 염색된 세포가 증가되어 있음을 확인할 수 있었음. 현재 줄기세포와 피리독신의 병용투여가 뇌허혈에 의한 세포손상을 얼마나 감소시킬 수 있는지 에 대해서 연구를 진행 중에 있으며, 본 연구를 바탕으로 피리독신과 줄기세포, 운동, 환경 개선과 같은 외적인 요인을 접목시킬 경우 신경세포재생을 보다 촉진하여 뇌질환에 의한 재활치료를 보다 효과적으로 개선할 수 있을것으로 기대됨.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내·외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 14
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 15
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 16
• 참고문헌 ... 16
• Ⅲ. 연구성과 ... 18