Pentylenetetrazol Kindling에 의한 백서 해마부위의 c-myc mRNA 발현의 변화

Abstract

Kindling development is a good animal model of epilepsy and neural plasticity. It is induced by repeated subconvulsive electrical or chemical stimulations. This leads to progressive and permanent amplification of seizure activity resulting in permanent brain changes. Immediate early genes(IEGs) are proposed as the master switch for turning on molecular events in long term neural plasticity. The role of c-myc, an IEG, in the development of kindling is not known. This study was conducted to investigate the role of c-myc in the neural plastic changes underlying kindling. Among 115 adult male Spargue-Dawley rats. 51 were kindled by repeated administrations of subconvulsive doses(15-25㎎/㎏) of pentylenetetrazol(PTZ). Twenty-eight rats experienced various degree of convulsions induced by a single injection of convulsive dose(30-60㎎/㎏) of PTZ. Eighteen rats experienced mild or severe convulsion by a single electroconvulsive shock(ECS). Eighteen rats received normal saline as a control group. Animals were sacrificed in 30 minutes. 1 hour and 48 hours after convulsion. C-myc mRNA levels in the hippocampus were quantified using slot-blot hybridization analysis. In the experiment of PTZ kindling, c-myc mRNA expression 30 minutes after convulsion was elevated about 3-8 times compared with controls. C-myc mRNA expression 1 hour after convulsion was elevated about 4 times at stage Ⅰ, Ⅱ, and Ⅴ, but was not elevated at stage Ⅲ and Ⅳ. C-myc mRNA expression 48 hours after convulsion was elevated about 2-3 times compared with controls. In the experiment of PTZ-induced seizures, c-myc mRNA expression 30 minutes after convulsion was elevated 5-6 times compared with controls. C-myc mRNA expression 1 hour after convulsion was elevated 4-6 times. C-myc mRNA expression 48 hours after convulsion was elevated approximately 2 times. In the experiment of ECS-induced seizures, c-myc mRNA expression was elevated 4 times at 30 minutes and 1 hour after mild convulsion, but decreased at 30 minutes and 1 hour after severe convulsion compared with control. C-myc mRNA expression 48 hours after convulsion was elevated approximately 2 times. These results suggest that the enhanced expression of c-myc mRNA is a non-specific consequence in the development of PTZ kindling. In addition, c-myc does not seem to play an important role in turning on a molecular program underlying kindling.

전신성 간질의 모형인 pentylenetetrazol(PTZ) kindling 동물모형에서 PTZ kindling에 의한 신경계 가소성과 c-myc mRNA 발현사이의 상관관계를 알아보기 위하여 백서의 해마에서 PTZ kindling의 발달단계에 따른 c-myc mRNA의 발현양상을 관찰하였다. Sprague-Dawley종 백서를 대상으로 51마리는 15~25㎎/㎏의 PTZ을 2~3일 간격으로 복강내 주사하여 PTZ kindling을 형성하였고, 28마리는 30~60㎎/㎏의 PTZ를 일회 복강내 주사하여 PTZ 발작을 유발하였으며, 18마리는 양측 귀에 연결된 전극을 통하여 electroconvulsive shock(ECS) 자극을 가하여 발작을 유발하였다. 발작 양상을 관찰하여 각 단계별 발작을 보인 후 30분, 1시간 및 48시간 경과 후에 단두하여 희생시킨 다음 뇌를 척출하였다. 대조군 18마리는 0.9% 생리식염수를 복강내에 주사하였으며 주사 후 30분, 1시간 및 48시간 경과 후에 실험군과 같은 방법으로 뇌를 적출하였다. 적출한 뇌의 해마조직에서 RNA를 분리하여 slot-blot hybridization 방법으로 c-myc mRNA를 정량하였다. PTZ kindling에서 c-myc mRNA의 발현유도는 발작 후 30분경과 후에 대조군에 비하여 Ⅰ, Ⅲ, Ⅴ 단계에서 3~4배 증가되었으며 Ⅱ, Ⅳ 단계에서는 6~8배 증가되었으며 이들 각 군간의 차이는 통계적으로 유의성이 있었지만 kindling 단계인 발달성도에 따라 c-myc mRNA의 발현이 일관성 있게 증가되지는 않았다. 발작 후 1시간에 대조군에 비해 Ⅰ, Ⅱ, Ⅴ 단계에서 4~5배 증가되었지만 통계적 유의성은 없었다. 발작 후 48시간에 대조군에 비해 2~3배 증가하였지만 통계적 유의성은 없었다. PTZ 1회 투여 후 유발발작에 의한 단계별 c-myc mRNA의 발현은 발작 후 30분에 5~6배 증가되었으며 각 군가의 차이는 통계적으로 유의하였으나 발작 강도에 딸서 c-myc mRNA의 발현이 일관성 있게 증가되지 않았다. 발작 후 1시간에슨 s4~6배 증가되었으나 이는 통계적 유의성은 없었다. 발작 후 48시간에는 약 2배 증가되었으나 역시 통계적 유의성은 없었다. ECS 유발발작에서 e-myc mRNA의 발현은 가벼운 발작 후 30분 및 1시간에 약 4배 증가되었으며 48시간 후에는 약 2배 증가하였으나 전신 성긴장성간대성 발작 후 30분 및 1시간에는 모두 대조군보다 감소된 양상을 보였으며 48시간 후에 1.6배 증가된 양상을 보였다. 이러한 결과는 PTZ kindling, PTZ 혹은 ECS 유발발작과 c-myc mRNA의 발현사이에 의미있는 상관관계가 없다는 것을 시사한다. 그러므로 PTZ kindling 후에 보이는 c-myc mRNA의 발현증가는 신경세포의 비특이적인 활성화일 뿐이며 kindling의 발달 기전에 반드시 필요한 master switch와 같은 중요한 역할을 하지는 않는다고 할 수 있다.