면역세포화학적 방법을 이용한 쥐의 뇌손상 후 출현하는 항원제공세포에 관한 연구

Antigen Presenting Cells Appearing in Injured Rat Brain Detected by Immunohistochemistry Method

목 적 : 외상성 뇌손상은 직접적인 기계적 손상, 실질내출혈 및 거미막하출혈, 혈액뇌장벽 파괴, 흥분독성, 그리고 허혈 등을 일으키는 종합적인 손상이다. 지금까지 다양한 동물모델을 이용한 연구에도 불구하고 뇌 외상 후 면역세포들의 활동에 대한 정보가 부족한 실정이다. 그러므로 이 연구는 새로운 소작손상법을 이용하여 흰쥐 뇌에 외상을 유발시킨 후 항원제공세포의 출현 양상을 밝히기 위한 목적으로 시도하였다. 방 법 : 실험동물로는 생후 2개월(평균 300 g)된 웅성 흰쥐(Sprague-Dawley)를 사용하였다. 흰쥐를 3.5% chloral hydrate(1 mL/100 g)로 복강내주사하여 마취시킨 후 두피를 절개하여 머리뼈를 노출시켰다. 정수리점과 시옷점 사이에서 머리뼈 절제를 시행하여 왼쪽 전두엽을 노출시킨 뒤 배터리 소작기를 이용하여 전두엽을 소작손상시켰다. 실험군은 소작손상 후 경과시간에 따라 6시간군, 1일군, 4일군, 7일군 및 14일군으로 분류하였고, 정상군을 실험군에 대한 대조군으로 사용하였다. 뇌조직을 연속동결절편으로 제작한 다음 수상세포에 대한 단세포군항체인 mouse anti-rat MHC class II 항체와 대식세포에 대한 mouse anti-rat ED2항체를 각각 적용시켜 면역조직화학염색을 시행하였다. 이어서 H-E 염색을 시행한 다음 검경 및 계수하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결 과 : 1) MHC class II 양성반응 수상세포는 정상적인 전두엽 대뇌피질의 뇌실질에서는 관찰되지않았지만, 소작손상 후 7일째에는 소작손상 부위에서 정상대조군보다 28배 이상 증가하였다. 2) ED2 양성반응 대식세포는 정상적인 전두엽 대뇌피질의 뇌실질에서 관찰되지 않았지만, 소작손상 후 7일째에는 소작손상 부위에서 정상대조군보다 16배 이상 증가하였다. 3) MHC class II 양성반응 수상세포는 소작손상 후 4일 이전에는 ED2 양성반응 대식세포보다 세포수가 적었으나 4일 이후에는 많았다. 4) 혈관주위나 손상부위 가장자리에서는 MHC class II 양성반응 수상세포가 ED2 양성반응 대식세포보다 더 많았다. 5) MHC class II 양성반응 수상세포는 무리를 이루는 경우가 많았다. 결 론 : 위와 같은 실험결과로 미루어 보아 두 종류의 항원제공세포는 소작손상을 받으면 정상부위에서 손상부위로 이동하여 세포의존성 면역반응과 포식작용에 관여하는 것으로 생각된다.

Purpose : Traumatic brain injury is a multifaceted injury that involves direct mechanical damage, intraparenchymal and subarachnoid hemorrhage, breakdown of the bloodbrain barrier, excitotoxicity, and ischemia. Despite the dozens of previous investigations, the information about its pathogenic mechanism is still limited. The aim of this study was to reveal the appearance of antigen presenting cells in the cerebral cortex of rats after cauterization. Methods : A total of 18 male Sprague-Dawley rats weighing 300 g and 2 months old on the average were used throughout the experiment. The frontal bones were exposed by elevating the skin and craniectomies were performed adjacent to the central suture, midway between lambda and bregma. Cauterizing injury was then created by battery-operated small vessel cauterizers to the left frontal cortex. The rats were sacrificed on the 1st, 4th, 7th and 14th days after the surgery(n=3, each time), and three rats were sacrificed as normal controls. Serial brain cryosections were made by cryostat. For immunohistochemistry, brain tissue sections were allowed to react with mouse anti-rat MHC class II antibody(1:500) and mouse anti-rat ED2 antibody(1:200). Also, brain tissues were routinely stained by H-E, and then microscopic observation and cell counts were performed. Results : 1) MHC class II positive dendritic cells were absent in normal cerebral cortex parenchyme, but were found 28 times more in number in injured rats on the 7th day after cauterization. 2) ED2 positive macrophages were absent in normal cerebral cortex parenchyme, and were found 16 times more in number in injured rats on the 7th day after cauterization. 3) The number of MHC class II positive dendritic cells were smaller in number than that of ED2 positive macrophages 6 hours and 1st day later after cauterization, but it was higher in number on the 4th, 7th and 14th days. 4) The number of MHC class II positive dendritic cells were higher in number than that of ED2 positive macrophages around blood vessels and peripheral regions in the injured brain. 5) MHC class II positive dendritic cells were usually aggregated. Conclusion : It can be suggested that the increase in number of two kinds of antigenpresenting cells affect cell-mediated immune responses and phagocytosis.