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요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 9
제1절 연구개발의 목적 및 필요성 9
1. 연구의 필요성 9
2. 연구목표 9
제2장 국내외 기술개발 현황 11
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 12
제1절 연구방법 12
1. 동물관리 및 뇌졸중 모델 제작 12
2. 가시광선조사 12
3. 결과분석 13
제2절 연구개발결과 17
1. 뇌경색 영역 부피 측정 17
2. 면역조직화학염색 17
3. 유세포 분석 18
4. 사이토카인 발현 변화 확인 19
5. 신경행동학적 평가 20
6. 세포배양 뇌허혈 모델에서 신경보호, 신경재생 및 시냅스 가소성 개선에 작용하는 710 nm 광선조사 22
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 27
제5장 연구개발결과의 활용계획 28
제1절 추가연구의 필요성 및 타 뇌질환에의 응용 28
1. 광치료의 국내 현황 28
2. 혈관성 치매의 연구에 응용 28
3. 연구목표 및 내용 29
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 30
제1절 뇌졸중 회복 증진 치료의 연구의 현황 및 문제점 30
제2절 다양한 동물모델의 이해와 최적의 뇌경색 모델 제작의 필요성 31
제7장 참고문헌 32
초록보기 더보기
I. 제목
710nm 가시광선이 뇌졸중후 신경보호 및 면역기능에 미치는 영향
II. 연구개발의 목적 및 필요성
710 nm 가시광선 조사가 뇌허혈 동물 모델에서 뇌경색에 의한 뇌손상 보호에 미치는 영향을 뇌경색 영역 부피 측정, 면역화학염색, 사이토카인에 대한 RT-PCR, 면역세포의 활성도 분석 및 운동기능 회복에 미치는 영향을 확인하며, 산소와 당 박탈에 의한 뇌허혈 세포실험에서 710nm 광선 조사가 신경 보호 및 시냅스 생성 효과에 미치는 영향을 단백질발현 증감조사, 신경돌기 생성의 촉진에 대한 조사를 수행하여 이에 관여하는 분자세포 생물학적 기전을 밝혀내고자 함.
III. 연구개발의 내용 및 범위
50마리의 8주령 수컷 Wistar 쥐를 이용하여 중뇌동맥 폐색을 이용한 뇌허혈 동물모델을 제작한 후 뇌허혈 모델을 수립한 직후부터 710nm 파장의 가시광선을 조사하기 시작하며 사용되는 광학장비의 광원으로는 파장 밴드폭이 비교적 좁으며 안정적으로 일정한 강도의 빛을 발산하는 특정을 가진 발광다이오드(light emitting diode, LED)로 하였다. 동물들은 대조군(25마리), 실험군(25마리)로 나누어 총 4주간 사육하며 뇌허혈 모델 수립 하루 전, 뇌허혈 모델 수립 이틀 전, 2일후, 10일후, 20일후에 실험군과 대조군의 tail vein에서 혈액을 채취한 후 PBMC를 분리하여 T세포의 활성도를 측정하였다.
IV. 연구개발결과
중뇌동맥 폐색 2일후부터 T 세포 활성이 현저하게 감소되어 있었으며 이러한 감소는 710nm 파장의 가시광선 조사에 의하여 회복됨을 보였다. 또한 뇌경색 20일 후 각군의 동물을 희생하여 뇌조직을 적출한 후 710nm 가시광선 조사군과 조사 받지 않은 군(대조군)간 허혈영역의 부피를 계측한 결과 경색범위가 조사받지 않은 대조군(100%)에 비해 64% 정도로 감소되었음을 확인하였다. 면역화학염색을 통해 synaptophysin 발현정도를 비교한 결과 710nm 파장의 가시광선 조사에 의하여 synaptophysin 발현이 증가되어 있었으며 이는 뇌경색후 710nm 조사군에서도 같은 경향을 보였다. 뇌경색 유발 3일, 1주일, 2주일 후에 시행한 신경행동학적 평가에서 710nm 파장의 가시광선 조사군이 대조군에 비하여 신경학적 손상이 낮았으며 감각운동평가 및 자발적 운동기능 검사인 parallel bar 걷기검사와 open field 검사에서 운동기능의 향상을 보였다. 이러한 710nm 파장의 대뇌피질 신경세포에 미치는 직접적인 영향을 세포생물학적으로 검사하기 위하여 일차배양한 대뇌신경세포에 대조군 및 산소와 당 박탈 (oxygen glucose deprivation, OGD)군으로 나누어 710nm 광선을 조사한 후 신경 보호 및 시냅스 생성 효과에 미치는 영향을 단백질 발현 증감조사, 신경돌기 생성의 촉진에 대한 조사를 수행한 결과 신경돌기의 밀도의 증가, OGD 유발 후 감소되었던 시냅스 생성 단백질인 synaptophysin, PSD-95, GAP-43 등의 발현이 증가되었으며 대조군에 710nm 가시광선 조사에 의한 신경돌기 밀도의 증가는 MAPK 활성 (특히, pERK) 을 통한 것으로 관찰되었다.
V. 연구개발결과의 활용계획
최근 수 년간 눈에 띄게 뇌허혈 손상환자에 대한 광의학적 치료 효과에 대한 보고가 증가하는 추세이다. 이는 그 동안 약물투여에만 의존해 왔던 뇌혈관 질환자들에 대한 보완 내지는 대체 수단으로서의 이용 가능성이 높을 수 있다. 710nm 가시광선 조사가 말초 혈액 내 T 세포의 증식 및 활성을 높임으로써 뇌졸중 후 신경보호나 면역기능 회복을 통한 뇌졸중 회복을 촉진할 가능성이 있으므로 임상적인 뇌졸중환자의 치료법 개발에 기여할 수 있다고 생각된다. 또한 이러한 작용 기전을 밝힘으로써 광치료의 범위를 넓히며 또 다른 뇌질환에 대한 치료법의 하나로 확대해 나갈 수 있을 것으로 사료된다.
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