성상세포유래 신경영양인자의 자가생성 촉진에 의한 장기적 운동능력 향상 효과

Prolonged Enhancement in Locomotor Activity in Aged Rats by Positive Autoregulatory Expression of Glial Cell Derived Neurotrophic Factor

동물과 인간의 노화는 운동능력의 점진적인 감소와 이상을 가져오며, 이러한 증상은 파킨슨씨병과 일부 유사한 특징을 가지고 있다. 노화에 의한 운동능력의 퇴보는 기저핵의 도파민 신경계의 변화와 관련이 있는 것으로 보인다.1) 인간의 노화과정 중에 중뇌 흑질 치밀부에서는 도파민 신경의 약 50% 정도가 사멸되며,2) 도파민의 분비와 재흡수율에도 변화가 생기는 것으로 보인다.3-5) 노화와 함께 선조체와 중뇌 부위에서 도파민 수송체(dopamine transporter)의 감소가 관찰되었으며,6-8) 도파민 효능약을 투여할 경우 운동능력이 향상되었다.9) 다양한 신경영양인자들(neurotrophic factors)이 손상된 신경세포들과 노화 신경세포들의 회복을 돕는다.10-12) 신경영양인자들 중에서 성상세포유래 신경영양인자(glial cell derived neurotrophic factor, GDNF)는 확실한 신경세포 치유효과를 보유하고 있는 것으로 보인다.13) GDNF는 다양한 파킨슨씨병 실험동물 모델에서 도파민 신경세포를 보호하며,14,15) 노화동물의 뇌에 주입할 경우 운동능력을 유의적으로 향상시킨다.16,17) 이와 같은 효과는 노화신경세포의 회복, 도파민신경의 기능 향상에 의한 것으로 보인다. GDNF는 노화 원숭이의 흑질부와 선조체에서 도파민 유리를 증가시키며,18) tyrosine hydroxylase의 인산화를 촉진하여 효소 활성을 증가시킨다.19) 최근 연구에서 GDNF 수용체를 흑질부에 주입하면 노화 랫트의 활동성이 증가하며, tyrosine hydroxylase의 활성을 증가시키는 것이 관찰되었다.20) 이러한 결과들은 GDNF의 운동능력 향상효과가 부분적으로라도 흑질부 도파민신경의 기능향상에 의해 나타난다는 것을 시사한다.

We evaluated the effects of single infusion of glial cell derived neurotrophic factor (GDNF) on locomotor activity in aged rats. Enhanced activity for four weeks was accompanied by an increase in sizes of the nigral dopaminergic neurons, areas of their nuclei and cytoplasm. We found that increased level of neurotrophic factors sustained in the striatum up to four weeks. There was significant rise in the level of GDNF mRNA in the striatum following GDNF treatment. These results suggest that exogenous GDNF infusion stimulates expression of itself in the brain which is related to prolonged effects of the neurotrophic factor.