간헐적 전자기장 자극 하에서 흰쥐의 손상된 반회후두신경 재생과 Phospholipase C-r1의 발현

Abstract

세포의 외부환경으로부터 전달되어오는 다양한 신호들은 신호전달과정을 거쳐 세포 내에서 다양한 생리적 현상을 일으키게 된다. 이러한 신호전달체계의 이차전달물질로써 inositol등은 이미 잘 알려져 있다. 그 후 이들 중요한 이차전달물질을 생성하는 효소가 Phospholipase C(PLC)임이 발견었고 이 중 PLC-γ1은 tyrosine kinase의 기질임이 밝혀져 있다. 이러한 PLC-γ1은 세포가 성장인자의 자극을 받는경우 활성화 되어 신호전달을 매개함으로 세포의 성장과 분화를 유도하는데 밀접하게 관여하게 된다^(1)). 따라서 신경재생에 있어서도 이러한 신호전달체계와 PLC가 중추적 역할을 담당할 것으로 생각되며 신경재생을 촉진시키는 간헐적 전자기장 자극(Pulsed electromagnetic stimulation, PEMS)도 이러한 신호전달체계에 영향을 줄 것이라고 생각할 수 있다. 그러나 이비인후과 영역에서 중요시 되는 반회후두신경 재생에 있어서의 신호전달체계에 관한 연구는 아직 미흡한 실정으로 이에 저자는 PEMS하에서 손상된 반회후두신경 재생에 있어 PLC-γ1의 발현을 알아보고자 하였다. 36마리의 수컷 Sprague-Dawley계 흰쥐를 사용하여 좌측 반회후두신경을 자르고 재문합하여 무작위로 실험군과 대조군으로 나누었다. 실험군에는 Helmholtz coil을 장치한 원통을 이용하여 PEMS를 시행하였고(3 hr/day, 5days/week for 12 weeks) 대조군은 PEMS를 제외한 모든 조건을 실험군과 동일하게 하였다. 기능회복여부를 알기 위해 수술 전과 수술 후 매주 후두내시경을 실시하였다. 실험과정이 끝난 12주 후 흰쥐를 희생시키기 전에 근전도를 통해 병변쪽인 좌측의 후윤상피열근과 정상쪽인 우측의 후윤상피열근의 호흡시 활동전위가 일치하는지를 관찰하여 전기생리학적 기능회복의 정도를 다시 한번 확인하였다. 12주 동안 실험군에서는 14마리가 대조군에서는 8마리가 살아 남았다. 즉 실험군에서 높은 회복율이 관찰되었으나 두 군사이의 회복율의 차이에는 통계학적 유의성은 없었다. 손상이 뚜렷하고 기능을 하지않는 신경조직에서는 PLC-γ1의 발현이 관찰되지 않았다. PLC-γ1은 기능을 회복한 군의 신경절 세포를 포함한 신경세포의 세포질에서 발현되었고 면역조직화학검사에 의하면 PEMS에 노출된 쥐에서 그 발현의 정도가 대조군에 비하여 더욱 뚜렷하였다. 결론적으로 손상된 신경의 재생과 기능회복에 작용하는 신호전달체계에는 PLC-γ1이 관여하며 PEMS를 통한 신경재생의 촉진도 이러한 신호전달체계에 영향을 줌으로써 이루어 질 것이라 생각된다.;Much extracellular stimulation generates various intracellular physiologic responses through signal transduction pathway. Signal transduction through phospholipase C (PLC) participates in the regulation of cell growth and differentiation. Growth factors bind to their receptors and thereby induce tyrosine phosphorylation of the phospholipase C- γ1 (PLC- γ1) which is a substrate for several receptor tyrosine kinase. Tyrosine kinase phosphorylation of PLC- γ 1 stimulates activation of signal trasductionprocess and cell proliferation. Therefore signal transduction pathway and PLC are thought to have a central role in the regeneration of injured nerve. PEMS, which stimulates the regrowth of damaged nerve fiber, is inferred to affect this signal transduction patway. Because the signal transduction process in the regeneration of injured recurrent laryngeal nerve is not revealed thoroughly, we investigate the PLC- γ 1 expression of the recurrent laryngeal nerve in the regenerative process after nerve damage related to pulsed electromagnetic stimulation (PEMS). Using 32 healthy male Sprague-Dawley rats, transections and primary anastomosis were performed on their left recurrent laryngeal nerves. Rats were then randomly assigned to 2 groups. The experimental group (n=16)received PEMS by placing them in custom cages equipped with Helmholtz coils (3 hr/day, 5 days/wk, for 12 wks). The control group (n=16) was handled with the same way as the experimental group, except that they did not receive PEMS. Laryngo-videoendoscopy was performed before and after surgery and followed up weekly for 12 wks. Laryngeal EMG was obtained in both posterior cricoarytenoid muscles and thyroarytenoid muscles. Immunohistochemical staining and immunoblotting analysis using anti PLC-γ1 monoclonal antibody were peformed to detect PLC- γ1 in the recurrent laryngeal nerve and the nodose ganglion. 10 rats (71%) in the experimental group and 4 rats (38%) in the control group revealed recovery of vocal fold motion. Functionally recovered rats showed PLC-γ1 positive cells in neuron and ganglion cells after 12 weeks from nerve injury. This study showed that PLC-γ1 involved in signal transduction pathway in the functional recovery of injured recurrent laryngeal nerve following PEMS. We could draw deduction from this study that PEMS presumably enhanced the functional recovery by effect on this molecule.