실험적으로 유발된 좌골신경손상 백서에서 보툴리눔 독소 투여법에 따른 신경회복 효과 비교 Comparison of neural regeneration effects according to botulinum toxin administration method in experimentally induced sciatic nerve injury rats원문보기
연구개요 외상으로 인한 말초신경의 손상은 감각 및 운동기능에 심한 장애를 초래함. 보툴리눔 독소가 신경인성통증을 줄이고, 신경재생을 유도하여 기능향상을 보이는 것으로 알려짐. 동물 등록 및 구축 (흰쥐의 좌골신경손상 modeling), 신경손상정도 및 그 결과 (행동학적 검사 및 전기 생리학적 검사) 에 대한 시스템 구축, 신경에서의 면역조직학적 검사 및 단백질 분석을 통해 신경재생정도를 비교. 보툴리눔 독소의 주사 부위 및 위치가 구체적으로 신경재생과 통증감소에 어떠한 연관성이 있는지 알기 위해 투여 부위를 피내,
연구개요 외상으로 인한 말초신경의 손상은 감각 및 운동기능에 심한 장애를 초래함. 보툴리눔 독소가 신경인성통증을 줄이고, 신경재생을 유도하여 기능향상을 보이는 것으로 알려짐. 동물 등록 및 구축 (흰쥐의 좌골신경손상 modeling), 신경손상정도 및 그 결과 (행동학적 검사 및 전기 생리학적 검사) 에 대한 시스템 구축, 신경에서의 면역조직학적 검사 및 단백질 분석을 통해 신경재생정도를 비교. 보툴리눔 독소의 주사 부위 및 위치가 구체적으로 신경재생과 통증감소에 어떠한 연관성이 있는지 알기 위해 투여 부위를 피내, 피하지방, 근육내, 신경주변으로 하여 통증 감소의 효과 및 기능 향상의 정도 그리고 신경재생 과정을 증명.
연구 목표대비 연구결과 *백서를 이용하여 좌골신경손상 모델링 : 마취 후 좌측 대퇴부를 슬와로부터 상방으로 약 1 cm 정도로 피부를 절개. 좌측 좌골신경을 노출시킨 다음 경골신경과 비골 신경으로 가는 신경분지를 확인한 후 이 신경분지가 갈라지는 부분 상방에서 겸자를 이용해 일정한 압력으로 30초간 압박. *신경압박의 정도 : 톱니가 없는 겸자 (Non-serrated clamp; Institute of Industrial Electronic and Material Sciences, University of Technology, Vienna, Austria)로 정형화된 프로토콜 이용. *약재 성분 및 사용법 : 보툴리눔 독소 A형을 각 실험군에 손상 후 부위를 다르게 하여 (피하지방내, 피내, 근육내, 신경간내, 무처치) 마이크로인젝터를 사용하여 7U/kg 용량으로 주입. *결과확인 ○ 근전도 검사: 복합근 활동전위의 진폭을 측정하여 신경손상의 정도를 평가. -> 복합근 활동전위를 측정한 결과, 신경간내 보툴리눔 독소 투여군에서 대조군과 비교하여, 보다 큰 활동전위 진폭이 관찰되어, 신경 재생에 효과적인 것으로 판단됨. ○ 회피반응의 역치 평가: 신경손상 후 신경인성 통증의 발생에 따른 기계적 이질통에 대해 회피반응의 역치 평가. -> 좌골신경 손상 유발 후 신경인성 통증의 발생에 따른 기계적 이질통에 대해 회피반응 역치를 평가한 결과, 신경간내 보툴리눔 독소 투여군에서 대조군과 비교하여, 높은 역치가 관찰됨. ○ 냉감에 대한 민감도 평가: 족저부에 아세톤을 뿌린 후 발이 움직이는 정도를 평가. -> cold acetone을 이용하여 하여 냉감에 대한 민감도를 측정한 결과. cold allodynia에 대한 높은 역치가 대조군과 비교하여 신경간내 보툴리눔 독소 투여군에서 확인됨. ○ 좌골신경기능지수를 사용하여 보행기능 평가. -> 측정한 값으로부터 좌골신경기능지수를 구한 결과, 신경간내 보툴리눔 독소 투여군에서 대조군과 비교하여, 보다 정상에 가까운 좌고신경기능지수를 보인바, 기능적 향상에 기여할 것으로 평가됨. ○ 면역형광 염색법 (Immunofluorescence staining): NF-200, S100β, NGF, BDNF, GAP-43 , 단백질 전기영동 (Western blot)을 이용한 NGF, BDNF, NT-3, GAP-43 정량분석 -> 수초 발현과 축삭 재생에 관련된 단백질들이 신경간내 보툴리눔 독소 투여군에서 대조군과 비교하여 높은 수치 확인됨. ○ 현미경검사 : 광학현미경하에서 전반적인 손상의 정도, 수초와 축삭의 변성여부, 신경섬유속의 유지 여부, 신경섬유의 재생 등을 관찰 -> 수초와 축삭의 회복 및 신경섬유속의 유지 등 신경섬유의 재생이 신경간내 보툴리눔 독소 투여군에서 대조군과 비교하여 높은 재생률이 확인됨.
연구개발결과의 중요성 이번 연구는 보톨리눔 독소가 신경인성통증에 효과적인지를 확인하였고, 이에 따른 기능적 향상, 즉 보행양상이 정상적으로 회복되는지 등을 확인함. 신경주위로 투여된 보툴리눔 독소가 신경재생을 촉진 효과가 있음을 증명함. 보툴리눔 독소는 구하기 쉽고, 대량생산으로 약재비가 저렴해 졌으며, 정량상용에서 안전성이 확보되어 있음. 신경손상 이후 신경인성 통증회복과 신경재생 기전이 알려짐. 본 연구에서는 투여 부위를 피내, 지방하, 근육내, 신경주변으로 하여 통증 감소의 효과 및 기능 향상의 정도 그리고 신경재생 과정을 증명 하고자 하였고, 신경주변 투여법이 가장 신경인성 통증을 줄이고, 신경재생을 위하여 효과적이며 효율적임을 밝히며, 향후 임상 시험으로 확대 할 수 있을 것으로도 기대함.
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