광유전자를 이용한 새로운 파킨슨병 동물모델의 개발

= A study of developing new animal model for Parkinson's disease with optogenetics

• 저자[authors] : 박은석
• 발행사항 : 울산 : 울산대학교 대학원, 2017
• 형태사항[Description] : 20 ; 26 cm
• 일반주기명[Note] : 지도교수: 권도훈
• 학위논문사항[Dissertation] : 학위논문(박사)-- 울산대학교 대학원 : 의과학전공 신경외과학 2017. 2
• 발행국(발행지)[Country] : 울산
• 출판년[Publication Year] : 2017
• 주제어 : 뇌심부 자극술,동물모형,파킨슨병,할로로돕신
• 소장기관[Holding] : 울산대학교 도서관 (248009)

초록[abstracts]

연구배경 및 목적; 파킨슨병(Parkinson's disease)은 천천히 진행성으로 나타나는 신경계 퇴행성 질환으로, 뇌 흑질의 도파민성 신경세포가 소실되어 동작의 느려짐, 안정 시 떨림, 몸의 뻣뻣함 등의 운동증상을 보이게 되는 질환이다. 현재 약물치료 및 뇌심부 자극술을 이용한 수술적 치료가 치료법으로 이용되고 있다. 하지만, 이러한 뇌심부 자극술이 어떠한 기전으로 작용을 하는지, 파킨슨병의 진행에 따른 뇌의 퇴행성 변화의 기전이 어떻게 되는지에 대해서는 아직 명확치 않다. 최근, 광유전자학의 발달로 살아있는 신경세포의 기능조절이 가능해졌으며, 선행연구를 통해 파킨슨병 백서모델에서 광유전자와 광자극기의 삽입 기술을 확립하였다. 이러한 선행결과를 바탕으로 기존에 신경독소를 이용하여 만든 파킨슨병 백서모델과 다른, 신경세포 기능 조절능이 있는 광유전자를 이용하여 파킨슨병 백서모델을 만들고자 하였다.연구내용 및 방법; 실험동물은 흑질에 (1) 할로로돕신 유전자 탑재한 아데노부속바이러스(AAV-hSyn-NpHR-YFP)를 주입한 그룹 (n=15), (2) YFP 유전자만을 탑재한 아데노부속바이러스(AAV-hSyn-YFP)를 주입한 그룹 (n=5), (3) 수산화도파민(6-hydroxydopamine, 6-OHDA)을 줄무늬체(striatum)에 주입한 그룹 (n=3), (4) 6-OHDA을 안쪽앞뇌다발(medial forebrain bundle)에 주입한 그룹 (n=5) 으로 분류하여 실험을 시행하였으며, 각각의 그룹은 광자극기이식 및 자극 (그룹 1,2) 이나 신경독소주입 (그룹 3,4) 전, 후로 행동검사(stepping test)를 시행하여 파킨슨병의 발현 정도를 평가 하였다. 할로로돕신 유전자가 탑재한 아데노부속바이러스를 주입한 그룹은 광자극의 지표(광폭(width), 광빈도(frequency))에 따라 width 10ms,frequency 5Hz (n=5), width 10ms,frequency 50Hz (n=5), width 100ms,frequency 5Hz (n=5)으로 나누어 실험하였다.
 연구결과:
 할로로돕신 유전자가 탑재된 아데노부속바이러스를 이용한 실험그룹은 광자극 이후 행동검사결과 파킨슨병이 발현되는 것을 확인하였다. 이 실험군중, 적은 광자극을 준 실험군(width 10ms,frequency 5Hz)은 수산화도파민을 줄무늬체에 주입한 그룹과 행동검사에서 비슷한 결과를 보였음을 확인하였고, 많은 광자극을 준 실험군(width 100ms,frequency 5Hz과 width 10ms,frequency 50Hz)은 수산화도파민을 안쪽앞뇌다발에 주입한 그룹과 비슷한 결과를 보였음을 확인하였다. 할로로돕신 광유전자를 이용한 실험그룹은 면역형광 조직검사결과 흑질 신경세포에 티로신 수산화효소(Tyrosine hydroxylase)가 억제된 것을 확인하였으나, 행동검사결과와 비례하진 않았다. 결론; 본 연구는 흑질에 할로로돕신 광유전자를 주입 하여 광자극을 함으로써 실험동물에서 파킨슨병 발현을 확인하였다. 이러한 새로운 파킨슨병 동물모델의 개발은 병의 임상증상, 즉 중증도를 조절 가능한 파킨슨병 모델 제작이 가능했음을 의미하며 향후 이 질병의 연구에 많은 도움을 줄 것으로 기대된다.

목차[Table of content]
국문요약 
그림목차 
서론 
연구재료 및 연구방법 
1. 연구 설계 
2. 연구재료 및 실험방법 
연구결과 
1. 실험동물모델의 파킨슨병 유발 확인결과 
2. 실험동물모델의 조직검사결과 
3. 실험동물모델간의 비교결과 
고찰 
결론 
참고문헌 
영문요약