The morphine physical dependence was aggravated in GPx^((-/-))/Cat^((-/-) ) double knock out mice

Abstract

본 연구에서는, GPx (glutathione peroxidase)와 catalase가 knock out 된 마우스를 이용하여 뇌에서 산화적 스트레스가 모르핀 의존성에 어떤 영향을 미치는지에 대해 알아 보았다. 모르핀 의존성 형성에 있어 가장 효과적인 마우스 종인 C57BL/6를 비교 대조군으로 이용하였다. 모르핀에 대한 신체적 의존성이 GPx와 catalase가 knock out 된 마우스에서 야생형인 비교 대조군보다 뚜렷하게 증가됨을 관찰하였다. 항산화 물질인 NAC에 의해서 비교 대조군보다 GPx와 catalase가 knock out 된 마우스에서 모르핀 금단 증상이 효과적으로 억제되었다. 산화적 손상에 의한 지질과산화 정도를 TBARS assay 방법을 이용하여 혈청, 간, 뇌의 피질을 가지고 측정하였다. 모르핀 금단시에 TBARS 양이 증가하지만 NAC에 의해 간과 피질에서 이런 증가가 억제된다. 모르핀 금단 증상은 뇌의 피질에서 pERK1/2과 pCREB의 발현을 증가시키며 NMDA수용체의 서브유닛인 NR1과 pNR1의 발현을 증가시킨다. 이런 현상은 GPx와 catalase가 knock out 된 마우스에서 특히 증가된다. 본 연구는 이런 발현의 변화를 좀더 정확히 확인하고자 뇌의 조직과 함께 마우스 대뇌피질을 분리한 후 뉴런신경세포를 배양하여 연구를 진행하였다 배양된 신경세포에서 모르핀 금단을 유도하면 pNR1, NR1, pERK1/2, pCREB의 발현이 증가한다. 신경세포에서의 pNR1, NR1, pERK1/2, pCREB 발현의 양상은 과산화수소(H₂O₂)로 산화적 손상을 가했을 때에도 같은 양상으로 일어났다. 이런 결과들로 미루어 보아, 모르핀 금단 증상이 산화적 스트레스를 유발하고 pNR1, NR1, pERK1/2, pCREB의 발현은 산화적 스트레스와도 관련이 있음을 알 수 있었다. 그러므로, 본 연구는 산화적 스트레스가 모르핀 신체적 금단 증상과 큰 연관이 있음을 시사하고 있으며 중추 신경계 내에서 NR1, ERK1/2, CREB의 발현에도 큰 영향을 줌을 알 수 있었다.;This study investigated whether the oxidative stress affects the morphine withdrawal syndrome using GPx^((-/-))/Cat^((-/-) ) double knock out mice in mice brain. C57BL/6 used as wild type mice, because the strain of the C57BL/6 has high sensitivity on morphine dependence. The physical dependence of the morphine was more increased in the GPx^((-/-))/Cat^((-/-) ) double knock out mice than wild type of C57BL/6 mice. The naloxone-induced morphine withdrawal syndrome was more strongly blocked by N-acetylcysteine (NAC, 150mg/kg, i.p., Sigma. Chemical Co., USA) in the GPx^((-/-))/Cat^((-/-) ) double knock out mice than wild mice. The oxidative damage of lipid peroxidation was measured by TBARS assay in serum and liver, brain cortex tissue. The levels of TBARS were increased by morphine withdrawal, however, the elevation was blocked by NAC in liver and cortex of mice. Morphine withdrawal leads to an increase of pERK1/2 and pCREB expressions, NR1 subunit of NMDA receptor and pNR1 expressions in mice brain cortex. It was found that their expression was augmented in the GPx^((-/-))/Cat^((-/-) ) double knock out mice. This study used both brain tissue of mice and neuronal cell culture studies to complement and confirm these findings. The pNR1, NR1, pERK1/2, pCREB expressions were increased in the cultured cortical neurons after morphine withdrawal, and the pattern of pNR1, NR1, pERK1/2, and pCREB expression was similarly changed in response to H2O2 in primary cortical culture. These results suggest that morphine withdrawal causes oxidative damage and the expressions of the pNR1, NR1, pERK1/2, pCREB associate with oxidative stress in mice brain. Therefore, this study suggests that oxidative stress is involved in morphine withdrawal syndrome and in modulation of NR1 and ERK1/2, CREB expression.