근위축성 측삭경화증 동물 모델에서 장기간의 간헐적 저산소증이 인지 기능 및 질환 진행에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

서론: 근위축성 측삭경화증(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)는 진행성의 중추신경계 퇴행질환이다. ALS의 주된 증상은 운동신경세포의 사멸로 인한 근신경계의 위약이며 이외에도 인지기능의 장애가 흔하게 동반되는 것으로 알려져 있다. ALS 환자들은 진행성의 호흡근 위약으로 인하여 만성 지속성 저산소증(Chronic continuous hypoxia, CCH) 및 만성 간헐적 저산소증 (Chronic intermittent hypoxia, CIH)과 같은 다양한 양상의 저산소증에 노출 될 수 있다. ALS 환자들에서 이러한 저산소증은 환자들에서 질병의 악화와 연관이 있을 것이라는 가설이 제시되어 왔다. 그러나 ALS 질병 모델을 이용한 기존의 실험연구들은 오직 CCH 만을 이용하여 연구를 수행하였으며 아직까지 ALS 질병 모델에서 CIH의 영향을 평가한 연구는 전무한 상황이다. 본 연구에서는 ALS 질병 모델 마우스에서 CIH가 질병의 악화에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 방법: 16마리의 ALS 마우스(G93A-SOD1 변이 유전자 삽입 마우스, B6SJL주)와 16마리의 대조군 마우스를 동일한 숫자로 나누어 각각 CIH와 normoxia (NOX)에 2주간 사육하였다. 2주간의 CIH 혹은 NOX 후 마우스 모델에서 rotarod, Y-maze, 그리고 wire hanging 의 행동검사를 시행하였다. 행동검사를 실시한 후 실험동물에서 조직학적 변화를 평가하기 위해 척수조직에서 운동신경세포의 사멸, 산화스트레스의 생성, 그리고 염증경로의 활성화 정도를 평가하였다. 결과: CIH 환경에서 사육된 ALS 마우스 (ALS-CIH)는 NOX 환경에서 사육된 ALS 마우스 (ALS-NOX)에 비해 rotarod 검사에서 운동습득력이 저하되었고, Y-maze 검사에서 공간기억력이 저하되었으며 wire hanging 검사에서 근력이 감소되었다. 척수의 조직학적 검사에서 ALS-CIH 마우스는 ALS-NOX 마우스에 비해 척수의 운동신경세포의 숫자가 감소되어 있었고 산화스트레스의 생성이 증가되었으며 염증경로가 활성화되었다. 결론: ALS 마우스에서 CIH는 운동신경세포의 사멸을 촉진 하고 인지기능을 악화시키는 것으로 사료된다. 또한 이러한 현상은 산화스트레스의 증가 및 염증경로의 활성화와 연관이 있을 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 ALS의 질병 경과에 영향을 주는 인자에 대한 주요한 단서를 줄 뿐 아니라, ALS 환자들의 저산소증을 보다 조기에 교정해야 할 이론적인 근거가 될 수 있을 것으로 사료된다.