실험쥐 해마 절편 배양에서 성숙기에 따른 c-Jun 단백발현 양상과 전기적 발작으로 인한 신경원 손상 정도에 관한 연구

c-Jun Protein Expression and Seizure-induced Neuronal Damage on Hippocampal Explant Cultures of Rat in Different Maturation Stage

목 적 : 구조적 및 전기적 발작 후의 c-Jun 단백발현의 차이가 미성숙 및 성숙 뇌사이의 발작으로 인한 신경원 손상의 차이를 설명할 수 있는지 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 생후 8일된 실험쥐에서 해마의 기관형적 절편배양이 준비되었다. 배양 7일과 14일된 해마조직을 대상으로 실험을 시행하였다. 전기생리학적 실험은 Schaffer collaterals에 1 sec stimulus train(60 Hz, 0.1 msec rectangular pulses)을 가한 후 CA1에서 afterdischarge(AD)를 기록하였다. 전기생리학적 실험 후, 배양 조직을 배양기에 되돌려 놓고 신경원 손상 정도를 연속적으로 관찰하였다. 신경원 손상을 가리키는 PI 형광발현의 강도는 2 mM NMDA로 유발시킨 총 신경원 손상에 대한 백분율로 수량화 하였다. 본질적 및 전기자극 후의 c-Jun 단백질 발현 양상을 알아보기 위하여 Western blot을 시행하였다. 결 과 : 전기적 발작 후 24, 48, 72시간 경과시점의 CA1와 CA3 부위의 신경원 손상은 배양 7일된 미성숙 해마조직이 배양 14일된 성숙 해마조직 보다 의미있게 낮았다. 미성숙 배양 해마조직의 전기적 자극을 가하지 않아 구조적 c-Jun 단백발현이 성숙 배양 해마조직보다 의미있게 높았다. 미성숙과 성숙 배양 해마조직간 전기적 자극 후의 c-Jun 발현 정도는 의미 있는 차이가 없었다. 결 론 : 미성숙 배양 해마조직의 높은 구조적 c-Jun 발현이 발작으로 인한 차후 c-Jun 발현을 억제함으로서 미성숙 배양 해마조직이 성숙 배양 해마조직보다 발작으로 인한 신경원 손상이 미약한 결과를 가져온다고 생각한다.

Purpose : Immaure brain is more resistant to seizure-induced neuronal damage than the adult brain in animal study. Immediate early genes such as c-jun play a critical role in neuronal damage. Therefore, we hypothesized that the difference of constitutive and electrically stimulated c-Jun expression would explain the difference in neuronal damage from seizures between immature and mature explant culture. Methods : Seven and 14 days-in-vitro(DIV) hippocampal explant cultures derived from 8-day-old rat pups were used. Extracellular field recording was done in cultures. A 1-sec stimulus train(60 Hz, 0.1 msec rectangular pulses) was applied to the Schaffer collaterals, and the afterdischarge was recorded in CA1 pyramidal layer. Cultures were returned to the incubator and observed serially. Intensity of propidium iodide fluorescence indicative of neuronal damage was quantitated as percent of total damage induced by 2 mM NMDA. Proteins extracted from individual cultures were analyzed by Western blot. Results : Constitutive c-Jun protein expression at 7 DIV was higher than that at 14 DIV. There was not a significant difference of c-Jun expression between the 7 DIV and 14 DIV cultures after electrical stimulation. Neuronal damage after electrical stimulation in the hippocampus at 7 DIV was significantly lower than at 14 DIV. Conclusion : The results show reduced neuronal injury from seizures in more immature culture. However, constitutive expression of c-Jun protein was higher. Higher constitutive expression may inhibit further induction of c-Jun from seizures and thus result in less severe neuronal injury.