흰쥐의 해마 절편에서 산소와 포도당 고갈이 신경전달물질의 유리에 관련된 synapsin 1, syntaxin과 SNAP-25에 미치는 영향

Abstract

뇌 허혈 손상으로 인해 신경전달물질들의 유리가 증가하며 이 신경전달물질들의 유리는 신경세포의 사망에 관여를 한다. 정상적인 신경전달물질의 유리에는 연접전 소포체 단백질과 세포형질막 단백질의 융합으로 이루어지나, 허혈 시에도 소포체 단백질 신경전달물질의 유리에 관여하는지는 확실하지 않다. 본 연구는 흰쥐의 해마 절편을 이용하여 산소와 포도당(산소/포도당)을 고갈시킨 후 신경전달물질의 하나인 5-hydroxytryptamine(5-HT) 유리의 변동과 신경전달물질의 유리에 관련하는 단백질인 synapsin 1, syntaxin과 SNAP-25의 양적인 변동을 관찰하여, 허혈에 의한 신경전달물질의 유리에 이 단백질들이 관여하는지 알아보고자 하였다. 그리고 N-methyl-D-aspartate(NMDA) 수용체 길항제인 DL-2-amino-5-phosphonovaleric acid(APV)를 산소/포도당 고갈과 동시에 투여했을 때, 5-HT 유리 변동과 단백질의 변동을 관찰하여 허혈성 손상에서의 NMDA 수용체 역할을 알아보고자 하였다. 본 실험의 결과, 산소/포도당 고갈시에 5-HT의 유리가 현저하게 증가되었고 이 증가는 APV에 의해 부분적으로 봉쇄되었다. 단백질의 표현에서는 synapsin 1이 산소/포도당 고갈시에 정상영양액에서보다 약 2배 정도 증가하였고 APV에 의해 역시 부분적으로 봉쇄되어 나타났다. 그러나 syntaxin과 SNAP-25는 산소/포도당 고갈이나 APV에 의한 단백질의 변동은 뚜렷하지 않았다. 이상의 결과로 산소/포도당 고갈에 의해 5-HT유리가 증가하였고 같은 상태에서 연접 소포체 단백질인 synapsin 1이 증가하여, 허혈에 의한 신경전달 물질의 유리기전에 소포체 단백질의 변동이 관여할 것으로 생각되었고, 이들의 변동은 부분적으로 NMDA 수용체 경로를 통하여 이루어짐을 알 수 있었다. ; Marked release of various kinds of neurotransmitters is found in cerebral ischemic insult and the release of neurotransmitters is related to neuronal cell death. The process of exocytosis involves the fusion of synaptic vesicular proteins with plasma membrane proteins. However, little is known of the involvement of synaptic vesicular proteins in the release of neurotransmitters during ischemic insult. In the present study, therefore, it was investigated whether synapsin 1, syntaxin and SNAP-25 are involved in the release of 5-hydroxytryptamine (5-HT) in glucose/oxygen deprived(GOD) rat hippocampal slices. And, the effect of NMDA receptor on ischemia-induced release of 5-HT and change of synapsin 1, syntaxin and SNAP-25 was also investigated. GOD for 20 minutes enhanced release of 5-HT, which was in part blocked by the NMDA receptor antagonist, dl-2-amino-phosphonovaleric acid(APV). The augmented expression of synapsin 1 during GOD for 20 minutes, which was also in part prevented by APV. In contrast, the expression of syntaxin and SNAP-25 was not alterd during GOD. These results suggest that ischemic insult induces release of neurotransmitters associated with synapstic vesicular protein via activation of NMDA receptor in part.