The effects of pain-specific local anesthetics (QX-314 and capsaicin cocktail) on brainstem neuronal activity following tooth extraction

Abstract

본 연구는 발치에 의해서 뇌간 신경세포의 활성에 변화가 유도되는 지를 삼차신경 척수감각핵 미측소핵 (Sp5C)에서 c-Fos 발현 양상의 변화를 분석하여 알아보았고, 또한 새로운 개념의 통증 특이적 국소마취제로서 QX-314와 capsaicin 혼합물의 효용성을, 일반적으로 가장 많이 사용되는 리도카인과 그 효과를 비교 평가하여 알아보았다. 성체 수컷 흰쥐(Sprague-Dawley)의 아래 어금니 발치 십 분 전 침윤마취(QX-314와 capsaicin 혼합물 혹은 리도카인)를 시행했다. 발치 이후 신경세포 활성화 여부는 면역조직화 학법을 이용하여 원종양유전자 단백질인 c-Fos의 발현을 Sp5C에서 확인하였다. 발치 이후 신경활성의 지표인 c-Fos의 발현은 Sp5C의 양측 등내측에서 2시간이 지난 뒤 가장 높았고 (p < .01 vs. naïve ipsilateral) 8시간이 경과한 이후에는 발치를 시행하기 이전 수준으로 c-Fos의 발현이 감소하였다. 발치 시행 전 QX-314 와 capsaicin 혼합물의 투여는 발치 2시간 후 c-Fos의발현 수준을 발치를 시행하지 않은 동물에서 나타난 c-Fos의 발현 수준까지 현저히 감소시켰다. 이런 마취에 의해 나타난 c-Fos 발현 감소 효과는 일반 적인 국소 마취제인 리도카인에 의해서도 관찰되었다. 또한 치아 전기 자극 에 의한 개구 반사 작용이 침윤 치수 마취에 의해 억제됨을 확인함으로써 QX-314와 capsaicin 혼합물 마취제가 발치 후 삼차신경 척수감각핵 미측소 핵에서 통증정보를 전달하는 신경세포의 활성화를 효과적으로 감소시키는 것을 확인하였다. 상기 연구 결과는 치과에서 사용할 수 있는 통증 특이적 국소마취법의 기초를 제공함으로써, 향 후 임상에서 치과 환자들에게 효과적으로 사용될 수 있을 가능성을 제시하고 있다.

This study was aimed to examine brainstem neuronal changes in trigeminal pathways (trigeminal spinal nucleus after tooth extraction in rats by quantifying immunohistochemical markers for central sensitization (c-Fos) and to compare the efficacy of different local anaesthetics (lidocaine and QX-314/capsaicin cocktail) on the expression of c-Fos after tooth extraction. Adult male Sprague-Dawley rats received infiltration injection of anesthetics 10 min prior to lower molar tooth extraction. Neuronal activation was determined by immunohistochemistry for the proto-oncogene protein c-Fos in transverse sections of the trigeminal subnucleus caudalis (Sp5C). After tooth extraction, c-Fos-like immunoreactivity (Fos-LI) detected in the dorsomedial region of bilateral Sp5C was highest at 2 hrs (p < .01 vs. naïve ipsilateral) and declined to pre-injury levels by 8 hrs. Pre-administration of the QX-314/capsaicin cocktail significantly reduced to sham levels Fos-LI examined 2 hrs after tooth extraction

reduced Fos-LI was also observed with the conventional local anesthetic lidocaine. Pulpal anesthesia by infiltration injection was confirmed by inhibition of the jaw-opening reflex in response to electrical tooth pulp stimulation. The results suggest that the QX-314/capsaicin cocktail anesthetics is effective in reducing neuronal activation following tooth extraction. Thus, a selective pain fiber nociceptive anesthetic strategy may provide an effective local anesthetic option for dental patients in the clinic.