어미 쥐의 엽산 영양상태가 자손 쥐의 수초기본단백질(myelin basic protein) 발현에 미치는 영향

Abstract

+ Myelin basic protein (MBP), a major structural protein of myelin, is thought to be important for the maintenance of myelin in the CNS. The synthesis of MBP requires a universal methyl donor, S-adenosylmethionine, whose synthesis is dependent on folate and its involvement in one-carbon metabolism. We hypothesized that maternal folic acid status might affect the synthesis of myelin basic protein (MBP) in the offspring. In order to test this hypothesis, female Sprague-Dawley rats were fed either folic acid sufficient (8mg/kg diet) or deficient diet (0mg/kg diet) from 2 wks prior to the mating throughout the entire pregnancy, lactation and weaning period. The MBP expression was measured by the western blotting analysis and observed by immunohistochemical study. The maternal folic acid deficiency significantly decreased the expression of MBP of spinal cord in offspring at 3, 7 wks of age.(p<0.05) The MBP expression of hippocampus and cortex in offspring at 3, 7 wks of age that was supplemented during the lactation and weaning period significantly increased as compared with those of the animal on a folic acid deficient diet.(p<0.05) In conclusion, the maternal folic acid deficiency might inhibit the MBP synthesis in the spinal cord in the offspring and might disrupt many other vital CNS reactions in their offspring. The effects of the present study show that folate nutrition is important in early developmental period such as gestational and lactational period. This study may have implication for further investigation of the interaction between folate deficiency during gestation and the occurrence of CNS dysfunction in offspring.;본 연구는 어미 쥐의 임신기 및 수유기, 이유기의 엽산 상태가 자손 쥐의 수초기본단백질(myelin basic protein, MBP)발현에 미치는 영향을 알아보기 위해 뇌, 척수 조직의 MBP 발현정도를 western blottng으로 분석하였으며 발혀 부위와 정도를 면역 조직화학적 방법으로 관찰하였다. 평균 체중이 134.2 ± 6.5g인 생후 6주령 Sprague Dawley종 암컷 흰쥐를 대상으로 교배 2주전부터 엽산 충분 식이(8mg/kg diet), 엽산 결핍 식이(0mg/kg diet)를 먹인 후, 엽산 결핍군은 엽산 보충 시기에 따라 수유 시 보충군(FDSS), 이유 시 보충군(FDDS), 엽산 결핍군(FD)으로 나누어 자손이 생후 7주되는 시점까지 사육하였다. 자손 쥐는 재태 연령 20일 째, 생후 3주, 생후 7주째에 희생시켜 뇌조직과 척수를 분리하여 MBP의 발현 변화를 분석하였다. 본 연구에서, 식이 엽산 수준에 관계없이 재태 연령 20일 경, cortex, hippocampus부위에서 MBP발현은 관찰되지 않았다. 생후 3주 자손 쥐의 cortex, hippocampus부위의 MBP의 발현은 엽산 충분군과 엽산 결핍군사이 유의적인 차이가 없었으나 spinal cord부위에서는 엽산 충분군에 비해 엽산 결핍군의 MBP발현이 유의적으로 감소되었다. 수유기 엽산 보충의 효과는 hippocampus부위에서만 유의적으로 나타났으며 cortex, spinal cord부위에서는 엽산 결핍군에 비해 증가되기는 했으나 유의적인 차이는 없었다. 생후 7주 자손 쥐의 경우, cortex, hippocampus부위의 MBP 발현정도는 엽산 충분군과 엽산 결핍군 사이의 MBP 발현정도에서 유의적인 차이가 없었다. 반면, spinal cord부위에서는 엽산 충분군에 비해 엽산 결핍군과 이유 후 엽산 충분군의 MBP 발현이 유의적으로 감소되었다. 수유기와 이유 후 엽산 보충의 유의적인 효과는 cortex와 hippocampus에서만 나타났으며 spinal cord에서는 수유 중 보충군의 MBP발현이 엽산 결핍군에 비해 증가되기는 했으나 유의적인 차이는 없었다. 자손 쥐의 연령 증가에 따른 MBP 발현 정도를 비교한 결과, 모든 군의 재태 연령 20일 경 뇌 조직에서 MBP가 발현되지 않았다. cortex 부위는 3주령과 비교하여 7주령의 모든 군에서 MBP 발현이 증가되었으며 특히 엽산 충분군, 이유 후 엽산 보충군, 엽산 결핍군의 MBP 발현이 유의적으로 증가되었다. hippocampus에서는 3주령과 비교하여 7주령의 모든 군에서 MBP발현이 감소되었으며 엽산 충분군, 이유 후 엽산 보충군, 엽산 결핍군의 MBP 발현이 유의적으로 감소되었다. spinal cord부위 역시 3주령의 모든 군을 7주령의 모든 군과 비교할 때 MBP발현이 감소되었으나 유의적인 차이는 FS군만 나타났다. 결론적으로, 어미 쥐의 임신, 수유기의 엽산 섭취 여부가 자손의 spinal cord MBP 발현에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 cortex, hippocampus, spinal cord 부위별로 그 영향이 다르게 나타나며 특별히 spinal cord의 MBP가 엽산 결핍에 민감하게 영향을 받는 것으로 나타났다. 엽산의 보충은 3주령과 7주령 자손의 cortex, hippocampus부위의 MBP 발현을 유의적으로 증가를 시켰고 spinal cord에서는 아무런 효과가 없었다. 보충 시기별로는 cortex와 hippocampus는 수유기와 이유 후에 통한 엽산 보충의 유의적인 증가가 있었다. spinal cord에서는 수유기 보충에 의해서만 MBP 발현이 증가되었으나 유의적인 차이는 없었다. 본 연구는 발생과정에서 엽산의 결핍상태와 수초형성과정과의 관련성을 규명하는 가능성 있는 기전을 제시한 의미 있는 자료가 될 것이다. 후생실험으로는 재태 연령 20일 째의 태아의 spinal cord의 분석과 임신 초기의 엽산 보충을 실시함으로써 엽산 결핍이 임신 초기단계의 척수의 신경발달에 미치는 영향을 분석하고 임신 초기 엽산 보충의 효과를 더욱 정확히 증명할 수 있는 연구가 실시되어야 한다. 또한 엽산 결핍 후 보충군의 MBP 발현이 엽산 충분군의 MBP 발현보다 더 증가된 본 실험 결과와 관련하여 이것이 보상기전에 의한 영향인지 아닌지를 규명하는 연구가 수행되어야 할 것이다.