일측 총경동맥을 결찰한 Gerbil 뇌의 초기와 후기 변화에 대한 형태학적 연구

Abstract

본 연구는 한쪽 경동맥을 일시적으로 차단한 경우 발생하는 초기와 후기의 변화를 보기 위하여 시행되었고 특히 신경세포의 변성과 그에 따른 별세포의 증식에 중점을 두었다. 또한 형태의 변화와 신경검사 소견과의 상관관계도 관찰하였다. 총 67마리의 mongolian gerbil에서 각각 2, 3, 4, 5시간 동안 좌측 경동맥을 차단하여 뇌허혈을 일으켰다. 초기에 발생하는 병변은 1일, 3일, 7일간 재관류한 후 검사하였고 후기에 발생하는 병변은 경동맥을 5시간 차단하고 2, 3, 4주 동안 재관류한 후 검사하였다. 조직변화는 H-E(Hematoxylin-Eosin) 염색과 GFAP(Glial Fibrillary Acidic Protein) 면역염색에서 보이는 소견을 비교평가였다. 신경검사는 재관류 후 1일과 3일에 의식수준, 걷기와 오르기의 능력을 포함한 단순쥐기의 힘정도, 활동성과 호기심, 경련 등을 관찰하였다. 신경검사의 결과를 과활동, 정상, 저활동의 3가지로 구분하였다. 좌측 경동맥을 일시적으로 차단하고 재관류하여 발생한 뇌의 병변은 좌측 대뇌반구에 경색이 14예에서 발생했고 1예에서 선택적 신경세포 괴사가 미상핵에 있었으며 2예에서 해마의 CA1에 있는 신경세포가 지연성 신경세포 손상을 보였다. 경색은 1일 동안 재관류시킨 경우에 가장 많았고 동맥을 차단한 기간과 일정한 상관관계가 없었다. 경색의 조직소견은 전형적인 급성에서 아급성으로의 진행을 보였다. GFAP 면역염색에서 시기가 진행할수록 경색의 중심부에서는 양성반응이 감소되었고 주변 뇌조직에서는 증가되었다. 선택적 신경세포 괴사와 지연성 신경세포 손상이 있는 경우에 좌측 대뇌반구의 미상핵, 시상, 해마는 H-E염색에서 변화가 뚜렷하지 않은 경우에도 중등도 이상으로 증가된 GFAP 양성반응을 보였다. 증가된 반응은 혈관주변에서 가장 심했고 시간이 지남에 따라 증가되는 양상을 보였다. 미상핵, 시상과 해마는 대뇌피질보다 더 강한 반응을 보였다. 이러한 소견은 허혈 병변에서 손상이 적은 경우 별세포가 신경세포보다 더 뚜렷한 변화를 보이는 것을 의미하여 활성화된 별세포가 신경세포의 손상을 감소시키는 것을 의미할 수도 있다. 신경검사에서 저활동과 고활동을 보인 경우는 각각 11예와 13예였다. 1일 재관류군에서 경색이 발생한 경우에는 활동성이 증가된 반면 3일과 7일 재관류군에서는 경색이 있는 경우 활동성이 떨어지고 2예에서는 전신마비가 동반되었다. 신경검사에서 저활동을 보인 예에서 GFAP 양성반응이 증가되었다. 경련을 보였던 예는 모두 해마에서 GFAP 양성반응이 증가되었다. 이상의 소견으로 GFAP 면역염색을 이용하면 H-E 염색으로는 신경세포의 변화가 뚜렷하지 않은 약한 허혈 병변을 쉽게 진단할 수 있는 것을 알 수 있었다. 그러나 신경검사에서 보인 활동성과 경색과 GFAP 양성반응의 상관관계는 본 연구에서 확실히 규정할 수 없었다. 또한 허혈 뇌병변에서 별세포의 증식이 갖는 의미에 대해서도 더 연구가 필요 한 것으로 생각한다. ; Ligation of unilateral common carotid artery(CCA) in gerbil has been known as an ischemic animal model showing various changes including selective neuronal necrosis as well as infarction. This study was performed to analyze the short and long term morphological changes of transient unilateral forebrain ischemia with special attention to astroglial proliferation. In addition, the morphological changes were correlated with neurological status. 67 mongolian gerbils were subjected to 2 hr, 3 hr, 4 hr or 5 hr of forebrain ischemia by unilateral CCA ligation method. Each ischemic groups were examined after 1 day, 3 day, or 7 day of reperfusion. Long tern reperfusion groups consisted of 2, 3 and 4 weeks reperfusion after 5 hr unilateral CCA ligation. Morphological changes were analyzed by H-E and immunohistochemical reaction with GFAP antibody. Neurological examinations were performed on 1st and 3rd day with modified open field test(simple grip, activity, curiosity & occurrence of seizure). The results showed that ligation of unilateral CCA induced unilateral hemispheric infarction in 14 gerbils, selective neuronal necrosis(SNN) involving caudate in 1 gerbil and delayed neuronal necrosis(DND) of hippocampal CA1 neurons in 2 gerbils. Infarction was most frequent on 1d reperfusion groups and did not show difference according to the duration of ischemia. The GFAP reaction was strongly positive in the center of infarction at 1d and negative at 3 & 7d. Surrounding brain parenchyme showed progressively increased positive reactions. Gerbils with SNN and DND showed moderately or markedly increased GFAP positive reaction in unilateral caudate, thalamus, and hippocampus, where no apparent changes were seen by H-E stain. This results strongly suggest that reactive astrogliosis is stereotyped reaction in ischemic injury of brain and is the more sensitive parameter than neuronal changes. Neurological examination showed poor reaction in most of gerbils with large infarction and gerbils with seizure showed increased astroglial proliferation.