흰쥐의 척수손상 모델에서 Erythropoietin이 통증 및 운동기능회복에 미치는 영향

Abstract

척수의 손상은 손상 하부의 운동기능 손실과 신경병증통증을 일으킨다. Erythropoietin은 척수를 포함한 많은 조직에서 다양한 신호전달경로(signaling pathways)의 활성을 통해 세포보호(cytoprotection)의 중개역할을 하는 당단백질로써 신경계 손상에 있어서 신경보호의 역할을 한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 신경보호기능을 지닌 것으로 알려진 erythropoietin의 투여가 흰쥐의 척수손상에서 행동학적 및 형태학적인 변화에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 실험동물은 대조군, Sham 대조군, 척수 손상군(Spinal cord injury; hemisection), 손상 후 복강 내 erythropoietin 투여군(Hemisection + EPO : hemi+EPO)으로 분류하였다. 척수 손상군은 T10 수준의 척수의 우측 절반을 절단하였고, erythropoietin 투여군은 수술 후 30분, 그리고 1일부터 3일 간격으로 5000 I.U/kg씩 복강 내 주사하였다. 실험동물은 척수손상 후 1, 2, 4, 7, 10 그리고 14일에 운동 회복 측정을 위해 Basso-Beattie-Bresnahan(BBB) 검사법을 실시하였고, 동일한 날짜에 자극에 대한 민감도 측정을 위해 von Frey 검사법 및 Hargreaves’s 검사법을 실시 하였다. 모든 실험동물은 척수손상 후 1, 3, 7, 그리고 14일 경과 시에 관류 고정하여 희생하였고, 손상 부위 및 L5 수준의 척수의 형태변화와 신경교세포 및 미세아교세포 그리고 운동신경세포를 관찰하기 위해 Luxol fast blue-Cresyl violet 염색, 척수 및 척수 신경절에서 Iba-1, GFAP, ChAT의 면역조직화학염색 및 영상분석을 시행하였다. 척수 손상군에서 운동능력이 감소하였고 과민통증이 유발되었으며 erythropoietin 투여군에서는 척수손상 후 운동의 회복이 촉진되고, 기계적 이질 통증과 열자극에 의한 과민통증이 감소되었다. 또한 Iba1과 GFAP의 면역반응이 척수손상 후 L5수준의 척수신경절 및 후각에서 증가되었고 erythropoietin 투여군에서는 척수 손상군에 비하여 감소되었다. 전각의 ChAT 양성세포는 척수손상 후 동측에서 감소되었으며 erythropoietin 투여군에서는 척수 손상군에 비하여 증가하였다. 이상의 결과를 종합할 때 erythropoietin의 투여는 척수손상 후 하지의 운동기능의 회복을 증진시키고 척수신경절 및 척수 후각에서 미세아교세포의 활성을 억제하여 신경병증통증을 억제하는 것으로 판단된다.