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6-Hydroxydopamine에 의한 도파민 고갈에 따른 쥐 뇌에서의 무스카린 수용체 아형들의 mRNA발현 및 결합특성의 변화

Title
6-Hydroxydopamine에 의한 도파민 고갈에 따른 쥐 뇌에서의 무스카린 수용체 아형들의 mRNA발현 및 결합특성의 변화
Authors
이선형
Issue Date
1996
Department/Major
대학원 약학과
Keywords
6-Hydroxydopamine도파민무스카린mRNA
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Abstract
Muscarinic acetylcholine receptors (mAChR) are widely distributed in the central nervous system, and play important roles in learning, memory, and control of motor behavior. Alterations in the concentration of muscarinic receptors in brain have been noted in normal aging and neuropathological disorders such as Alzheimer's disease (AD) and Parkinson's disease (PD). The purpose of this study was to investigate the effects of the dopamine lesion on changes in mAChRs, using rats of which striatal dopamine has been depleted by 6-hydroxydopamine (6-OHDA) treatment as PD models. The expression levels of the mAChR subtype mRNAs (ml, m3 and m4) and the characteristics of [^(3)H] Quinuiclidinyl Benzylate ([^(3)H]QNB) binding to mAChRs were examined in the neostriatum, hippocampus, and frontal cortex of the control and 6-OHDA lesioned rats. The tissue contents of dopamine and its metabolites, DOPAC of 6-QHDA-lesioned rat brain were measured at 7 days and 30 days after 6-QHDA treatment to confirm dopamine depletion in rat brain. It showed about 80% loss of striatal dopamine and a 70-80% loss of DOPAC. Poly (A)^(+) RNAs were isolated from the three brain regions of rats, and the expression levels of mAChR subtype mRNAs were examined by Northern blot analyses. In the neostriatum and frontal cortex, m3 and m4 mRNAs were unchanged at 7 days and 30 days after surgery, In the hippocampus, m1 and m3 mRNA levels were similar to control at 7 days and 30 days after surgery, whereas m4 mRNA level increased at 7 days after 6-OHDA treatment. The m1 mRNA level showed a 2.5-fold and a 3-fold increase in the neostriatum and frontal cortex, respectively, but it needs to be confirmed. Direct [^(3)H] QNB binding experiments were performed to assess binding characteristics of mAChRs in three brain regions of control and 6-OHDA treated rats. From Scatchard analyses which were done to determine the affinity (K_(d)) and the total number of [^(3)H] QNB binding site (B_(max)), there were no significant changes in K_(d) value in all brain regions tested, but a significant decrease (about 42.5%) was observed in B_(max) in the frontal cortex at 7 days after 6-OHDA treatment. These results indicate that dopamine lesion by 6-OHDA has different effect on mAChR subtypes in the rat brain. It should be, however, further examined if the observed changes in the mRNA expression and the number of mAChR subtypes can be related to their specific functions.;포유동물의 중추 신경계에 널리 분포되어 있는 무스카린성 아세틸콜린 수용체는 학습, 기억 및 운동 기능 조절에 관여하며, 노화나 Parkinson' disease(PD)와 Alzheimer' disease (AD) 등의 신경병리학적 질환의 뇌에서 이들의 변화가 관찰된다. 본 연구에서는 6-hydroxydopamine (6-OHDA) 처치로 인해 선조체의 도파민이 고갈된 쥐를 PD의 model로서 사용하여 도파민계의 손상이 콜린신경계의 무스카린 수용체에 어떠한 변화를 일으키는지 살펴보고자 하였다. 쥐의 뇌실에 식염수 (대조군)를 주입하거나 6-OHDA을 주입한 쥐의 선조체(neostriatum), 해마 (hippocampus)와 대뇌 피질 (frontal cortrex)에서 무스카린 수용체 아형들 (ml, m3와 m4)의 mRNA 발현과 [^(3)H] Quinuiclidinyl benzylate ([^(3)H] QNB) 결합 특성의 변화를 관찰했다. 먼저 6-OHDA으로 인한 쥐 뇌의 도파민의 고갈을 확인하기 위해 HPLC-ECD를 사용하여 각 조직 내의 도파민과 그 대사체인 3,4-dihydroxy phenyl acetic acid (DOPAC)의 함량을 측정한 결과, 수술 7일째와 30일째의 6-OHDA 처치군에서 도파민의 함량이 대조군에 비해 81%가 고갈되었으며 DOPAC 또한 70-80% 정도 감소하였다. Poly (A)^(+) RNA를 대조군과 6-OHDA 처치군의 뇌의 세 부위에서 분리하여 각 수용체 아형들 (ml, m3와 m4)의 oligonucleotide probe를 사용한 Northern blot analysis를 통해서 mRNA 발현수준을 살펴 보았다. 선조체에서 수술 7일째와 30일째에 m3와 m4 mRNAs의 발현은 변화가 없었고 해마에서는 ml과 m3에서 대조군과 차이가 없었던 반면 수술 7일째의 경우 m4에서만 증가를 보였으며 대뇌 피질에서도 m3와 m4에서는 변화가 없었다. 선조체와 대뇌 피질의 ml mRNA 발현에 대해서는 증가함을 보였으나 좀 더 확인이 필요하다. 무스카린 수용체의 수와 친화력의 변화를 관찰하기 위해 0.01-20 nM 농도 범위의[^(3)H] QNB를 각 조직에서 얻은 세포막 시료에 반응시킨 후 얻은 Scatchard plot으로부터 K_(d)값 (affinity)과 B_(max)값 (number)을 구하였다. K_(d)값은 0.2-0.3 nM 정도로 전체적으로 비슷한 수준이었으며 B_(max)값이 수술 7일째에 대뇌 피질에서 대조군에 비해 42.5% 감소하였다. 이상의 결과에서 6-OHDA 처리로 인해 일어나는 도파민의 고갈이 무스카린 수용체에 변화를 일으키며 그 변화는 아형들마다 양상이 다르게 나타난다고 볼 수 있으나 기능과의 연관성에 대해서는 더욱 자세한 연구가 필요하다.
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일반대학원 > 생명·약학부 > Theses_Master
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