국소뇌허혈 후 허혈경계영역에서의 Activating Transcription Factor 3의 발현

• 영문명: Expression of Activating Transcription Factor 3 in Ischemic Penumbra Region Following Focal Cerebral Ischemia
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 송대용(Dae-Yong Song) 오경민(Kyoung-Min OH) 이지혜(Ji-Hye Lee) 우란숙(Ran-Sook Woo) 이윤정(Yun-Jeong Lee) 한정태(Jung-Tae Han) 백태경(Tai-Kyoung Baik)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제41권 제3호, 173~183쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2008.06.30

국문 초록

c-Jun이나 fos와 같은 immediate early gene (IEGs)은 여러종류의 세포손상에 대해 즉각적으로 발현하여 손상 받은 신경세포의 운명을 결정함에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다. IEGs 중 activating transcription factor 3 (ATF3)는 다양한 신경손상에 반응하여 발현되며, 손상된 신경세포의 내∙외적 환경에 따라 신경세포의 생존 혹은 신경세포의 사멸에도 관여할 수 있기 때문에 매우 흥미로운 단백질이다. 그러나 아직까지 뇌허혈손상에서 신경세포내 ATF3의 발현 및 역할에 대한 연구는 매우 드물다. 이에 이 연구는 중간대뇌동맥 폐색-재관류로 야기된 국소적 뇌허혈손상에서 초래되는 신경조직의 형태적 변화와 신경세포에서 일어나는 ATF3 발현의 변화를 조사하기 위하여 시도되었다. 허혈-재관류손상이 야기된 흰쥐의 뇌를 절취한 후 2mm 간격으로 연속 관상절편을 제작하고 triphenyltetrazolium chloride (TTC) 염색을 시행하여 중간대뇌동맥 폐색-재관류에 따른 뇌손상의 범위를 확인하였으며, 허혈중심영역 (ischemic core region) 및 허혈경계영역 (ischemic penumbra region)으로 구분하여 관찰하였다. Haematoxylin 및 eosin 염색결과 양 영역 모두에서 핵농축과 호염기성 신경세포체 변성과 같은 세포사멸을 암시하는 소견을 나타내는 신경세포를 다수 확인할 수 있었으며, 또한 많은 수의 아교세포가 동원된 소견을 제시할 수 있었다. 동원된 아교세포의 종류 를 동정하기 위해 GFAP 및 OX42에 대한 항체를 이용한 면역조직화학염색을 실시한 결과, 활성 별아교세포 및 미세아교세포가 뇌손상부위에 운집되어 있었다. 그리고 ATF3 면역조직화학염색을 실시한 결과, ATF3에 면역양성반응을 보이는 신경세포들은 허혈-재관류에 의한 손상이 야기된 대뇌겉질에서만 관찰되었으며, 대조군으로 사용한 반대측 대뇌겉질에서는 관찰되지 않았다. 특히 ATF3 면역양성세포는 허혈중심영역보다 허혈경계영역에서 더 빈번히 관찰되었다. 허혈중심영역에서의 신경세포사멸은 주로 세포괴사(necrosis)에 의해, 허혈경계영역에서의 세포사멸은 주로 세포자멸사(apoptosis)에 의해 유도된다는 여러 학자들의 보고를 참고하면 이번 연구결과는 ATF3가 허혈에 의해 야기되는 세포자멸사 혹은 세포생존 신호전달과정에 관여하여 세포의 운명을 결정하는 매우 중요한 IEGs 중 하나일 것임을 강력히 시사한다.

영문 초록

It has been demonstrated that some of immediate early genes (IEGs) such as c-Jun or fos are induced immediately following neuronal injury and they play an important role in determining the fate of the injured neurons. Of IEGs, the activating transcription factor 3 (ATF3) is focused by many investigators, because they are expressed in various types of neural insults and have been known to serve a diverse function in both neuronal survival and death. However, little is known about the functional role of ATF3 in ischemic brain injury. So in this study, the authors examined the expression pattern of the activating transcription factor 3 (ATF3) following middle cerebral artery (MCA) occlusion-reperfusion injury. According to the findings obtained by triphenyltetrazolium chloride (TTC) stains, the authors have classified the infarcted area into two regions, the ischemic core region and the ischemic penumbra region. In both regions, many neurons underwent neuronal degeneration, characterized by the shrunken nuclei with eosinophilic perikaryon. The H & E stain also demonstrated the increased number of probable activated astrocytes and microglia in the ischemic brain regions and this was confirmed by GFAP- and OX42-immunohistochemistry. Immunohistochemical study for ATF3 also demonstrated the specific upregulation of ATF3 in the nuclei of neurons under ischemic injury, but not in those of the contralateral regions. Interestingly, the number of the ATF3 positive neurons in the ischemic penumbra regions outnumbered that of the ischemic core regions. Based on many reports that the neuronal death in ischemic penumbra region is caused by programed cell death rather than by necrosis which is main cause of neuronal death in ischemic core region, our results could suggest that the ATF3 is an important IEGs which determine the fate of the ischemic neurons.

키워드

Activating transcription factor 3 Cerebral ischemia Immediate-early gene activating transcription factor 3 (ATF3) 대뇌허혈 immediate-early gene