흰쥐의 편도에서 직장결장 팽창 통증에 의한 부신피질 자극 호르몬 방출 인자의 발현

Abstract

서론: 스트레스 유발 동물 연구에 사용된 자극으로는 신체 결박 및 고정, 강제 수영, 어미와의 격리, 전기 쇼크, 일회성의 지속적인 스트레스(single prolonged stress), 천적 노출이 있다. 이 중 전기 쇼크, 일회성의 지속적인 스트레스 유발, 천적 노출은 외상 후 스트레스 장애 모델에 이용되는 특징적인 자극이다. 선행 동물 연구에서는 다양한 스트레스를 이용하여 편도에서 CRF가 증가되는 것을 관찰하였다. 이 연구는 통상적인 스트레스가 아닌 직장과 결장을 풍선으로 팽창시킬 때 발생하는 내장통을 이용하여 통증에 의해 나타나는 편도의 CRF의 변화를 관찰하고, 내장통이 스트레스와 관련된 편도의 CRF 발현을 증가시키는지 알아보기 위하여 시행하였다. 실험 방법: 9주령의 수컷 Sprague-Dawley 흰쥐를 대상으로 실험동물을 마취하지 않고, 5분 동안 80 mmHg 세기로 압력을 주고 1분 동안 멈추었다가 다시 압력을 주는 실험을 3회 반복하여 내장통을 유발하였다. 첫번째 실험군은 1일, 두번째 실험군은 5일 동안 하루에 3회의 반복적인 압력을 주어 내장통을 유발시켰다. 대조군은 압력은 가하지 않고 튜브만 삽입하였다. CRF에 대한 면역반응 정도를 비교하기 위해 편도체 부분을 형광현미경 하에서 사진 촬영을 하였고, 영상 분석 프로그램을 이용하여 CRF면역반응이 일어난 면적(㎛2)을 측정하였다. 결과: 대조군과 실험군 모두에서 편도의 CRF 발현이 증가되었으며, 대조군보다 실험군에서 CRF가 더 많이 발현되었다. 개체간의 편차에 있어서 대조군보다 실험군의 개체간 편차가 더 심하였으며, 5일간 자극을 준 실험군의 개체간 편차가 다른 두 그룹보다 더 크게 나타났다. 토론 및 결론: 실험동물에게 같은 자극을 반복적으로 주었을 때 HPA axis의 호르몬이 억제되었던 선행연구의 결과와는 달리, 이 연구에서는 직장결장 팽창을 1일 가했을 때 보다 5일간 반복적으로 가했을 때 편도에서 CRF가 더 많이 증가하였다. 이러한 차이는 자극이 가해진 시간, 유전적인 요소와 스트레스 상황, 직장결장 팽창으로 인한 조직학적 변화가 원인이 되었을 가능성이 있다. 결론적으로 직장결장 팽창으로 인해 유발된 내장통도 편도의 CRF발현을 증가시켰다. 또한 5일간 팽창을 가할 때까지 CRF가 지속적으로 증가하는 경향을 보여 5일간의 통증은 급성스트레스 반응을 유발하는 것으로 생각된다.; Introduction: Commonly used stressful stimuli for animal study were restraint, immobilization, forced swimming, maternal separation, electric shock, single prolonged stress and predator exposure. Among them, electric shock, single prolonged stress and predator exposure are especially used for post-traumatic stress disorder. Previous animal studies observed increases of CRF in amygdala by various stresses. This study tried to observe changes of CRF in amygdala by pain due to colorectal distension(CRD) and to test if visceral pain increases CRF expression in amygdala as previous studies. Method: Nine week-old male Sprague-Dawley white rats were used as experimental subjects to induce visceral pain by ballooning with 80mmHg for 5 minutes. Such procedure was repeated 3 times with 1 minute resting between each ballooning without anesthetizing the rats. Visceral pains were induced for 1 day for the first experimental group and 5 days for the second experimental group. For the control group only tube was inserted without ballooning. In order to compare the CRF immune responses, serial sections of amygdala were photographed by fluorescence microscope and an image analysis program was used to measure the surface area(㎛2) of CRF immune response. Results: CRF expression of amygdala increased both in control group and experimental groups and more CRF was expressed in experimental groups than control group. Variation of CRF expression between individual subjects in same group was larger in experimental groups than control group and the experimental group with 5 days of stimulus showed larger variation between individual subjects than other groups. Discussion and Conclusion: Difference from previous studies which reported hormones in HPA axis were suppressed under same repeated stimulus to experimental animals, this study showed the increase of CRF expression in amygdala. This increase of CRF expression was higher in 5 day experimental group than 1 day experimental group. Such difference was probably caused by length of stimulus, genetic factor, conditions of stress, or histological changes due to CRD. In conclusion, visceral pain by CRD increased CRF expression in amygdala. In addition, the finding of continuous increase in CRF expression for 5 days indicates that 5 days of pain acts as subacute stressor.