방사선 조사 후 대뇌겉질에 분포한 NPY-IR신경세포에 관한 공초점레이저주사현미경적 연구

김종중; 정윤영; 정영욱

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김종중 정윤영 정영욱

저널정보: 대한체질인류학회 해부·생물인류학 대한체질인류학회지 제17권 제3호

발행연도: 2004.9

수록면: 215 - 229 (15page)

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동물세포 중 신경세포나 근육세포는 세포분열이 끝난 세포들로서 방사선에 대한 저항성이 가장 크지만 대뇌겉질이 과량의 방사선에 노출되면 중추신경기능에 많은 영향을 미칠것으로 생각된다. 본 실험에서는 개체의 생명활동의 전 영역을 통제, 관장하는 중심중추로서 신체의 모든 세포를 지배하는 대뇌의 운동감각겉질에 방사선을 조사하여 NPY-IR세포의 변화를 관찰하고자 하였다. 흰쥐를 실험동물로 사용하였고 선형가속기 (linear accelerator, 6MV)를 사용하여 6MV에너지의 엑스선(X-ray)으로 방사선을 조사하였다. 조사 범위의 크기는 12×20 ㎝, 조사깊이 1.5 ㎝, 조사선량율은 240 cGy/min로 하여 1회에 1,800 cGy (rad)를 조사 하였다. 조사 후 2시간, 5시간, 1일, 3일, 7일에 동물을 희생하였다. 방사선 조사 후 면역조직화학적방법을 이용하여 대뇌겉질의 감각운동영역에 분포하고 있는 NPY-IR세포의 변화와 분포상을 확인하고자 본 실험을 시도하였다. 염색된 표본은 광학현미경과 공초점레이저주사현미경, 그리고 투과전자현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
1. 대조군은 대뇌겉질에서 NPY-IR세포들이 1층을 제외한 5층에 고르게 분포하고 있었으며 바깥과립층과 바깥피라밋층에 가장 많이 분포하고 있었고 속피라밋세포층과 속과립층에도 많이 분포하고 있었다. 이극신경세포와 뭇극신경세포를 관찰할 수 있었다.
2. 방사선 조사 후 2시간, 5시간이 경과한 군에서는 대뇌겉질에서 NPY-IR신경세포를 관찰할 수 있었으나 그 수가 많이 줄어들었고 변형된 NPY-IR세포들을 관찰 할 수 있었으며 속피라밋세포층과 뭇모양층에서는 거의 관찰할 수 없었다.
3. 방사선조사 후 1, 2, 3일이 경과한 군에서는 대뇌겉질에서 NPY-IR세포가 거의 정상으로 회복하였으며 분자층과 속피라밋세포층에 많이 출현하였다.
4. 방사선조사 후 1, 2, 3주일이 경과한 군에서는 대조군과 동일하게 회복되었다.
5. 공초점레이저주사현미경 소견으로는 모든 실험군에서 광연속절편의 제8~11절편에서 면역형광성이 가장 높았으며, 광단층절편의 제6, 7절편에서 높은 면역형광인 적색이 가장 많았다.
이상의 결과를 종합하여 보면 방사선 조사 후 2시간, 5시간, 1일군에서 NPY-IR세포수가 많이 줄어들었고 그 형태도 매우 다양하였으며 3일과 7일군에서는 거의 정상으로 회복 되는 양상을 보였다.

The purpose of this study, the effects on the cerebral cortex of the rats after brain irradiation was to investigate the change of distribution and morphology of neuropeptide-Y (NPY) neurons. Radiation was produced by the linear accelerator 6MV X-ray. The animals were categorized into control and experimental groups and we use 45 Sprague-Dawley rats weighing about 200~250 gm. The head areas of the animals were positioned within the radiation field of 15 ㎝×20 ㎝ and with the radiation depth of 2 ㎝. Sodium chloral hydrate-anesthetized rats were exposed to the radiation with the dose rate of 240 cGy/min. The total dose was 1,800 cGy(rad). Animals were sacrificed on 2 hours, 5 hours, 1 day, 2 days, 3 days, 1 week, weeks, 3 weeks after brain irradiation. Using ABC immunohistochemistry, morphology and distribution of neuropeptide-Y immunoreactive neurons (NPY-IR)were studied on the cerebral cortex of the control and brain-irradiated rats. We used light and confocal laser scanning microscopy (CLSM).
The following results were obtained :
1. On control group, NPY-IR neurons were found in all layers of the primary motor and sensory cerebral cortex, and the NPY-IR neurons were concentrated within the layer Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ and Ⅵ. The typical NPY-IR perikarya was bipolar and multipolar shape.
2. On 2 hours, 5 hours after X-irradiation, decreased number of NPY-IR neurons were detected in the primary motor and sensory cerebral cortex of the rats. Also shrunken and transformed NPY-IR neurons were detected in the primary motor and sensory cerebral cortex of the rats.
3. On 1 day, 2 days, 3 days after X-irradiation, morphology and distribution of NPY-IR neurons in the primary motor and sensory cerebral cortex was generally restored.
4. On 1 week, 2 weeks, 3 weeks after X-irradiation, morphology and distribution of NPY-IR neurons in the primary motor and sensory cerebral cortex was almost similar to control group.
5. In optical serial section analysis of NPY-IR neurons, high intensity of immunofluorescence were observed in a part of the 8~11 sections of the control and all irradiated groups. In optical single section analysis of NPY-IR neurons, red color (high fluorescence intensity) were observed in a part of 6, 7 sections of the control and all irradiated groups.
From the above results, it was concluded that the release of neurotransmitters and transcapillary leakage of blood substance were occurred on 2 hours, 5 hours, 1 day after X-irradiation, but the condition was generally restored on 3 days and 7 days following X-irradiation.

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