Fat deposition in the tunica muscularis and decrease of interstitial cells of Cajal (ICC) and nNOS positive neuronal cells in the aged rat colon

Abstract

서론: 대장에서 카할 간질세포의 노화에 따른 변화는 거의 알려진바 없다. 본 연구의 목적은 노령 쥐 대장 근층의 형태학적 변화를 비롯하여 카할 간질세포 및 신경인성 일산화질소 합성효소(nNOS) 양성 신경세포의 노화에 따른 변화를 알아보는 것이다. 방법: 6 주령, 31 주령, 74 주령, 2 년령 F344 쥐의 근위부 대장을 실험에 이용하였다. C-Kit, nNOS 및 synaptophysin 면역화학염색을 통해 노화에 따른 카할 간질세포 및 대장 근층 내 신경의 수와 분포의 변화를 확인하였다. 또한 real-time PCR 을 이용하여 c-kit, SCF(stem cell factor)및 nNOS 의 mRNA 를 Western blot 실험을 통하여 c-Kit, nNOS 단백질을 각각 정량 하였다. 노화에 따른 기능적 변화를 알아보기 위해, 각 주령별로 등용성 근수축력을 측정하고 전기자극에 따른 근수축의 변화를 확인하였다. 결과: 근위부 대장 근육 내 지방 축적이 31 주령 이후, 노화에 따라 유의하게 증가하였다. 면역 염색 결과 c-Kit 양성 카할 간질세포및 nNOS 양성 신경세포 및 신경섬유 역시 주령이 증가할수록 감소하는 양상을 보였다. c-kit 및 nNOS 의 mRNA 와 단백질도 주령이 증가하면서 감소하였다. 자발적 근수축력은 노령 쥐에서 감소하였으며, atropine 및 L-NG-Nitroarginine methyl ester 투여 후 전기 자극에 대한 반응은 노령 쥐에서 모두 증가하는 양상을 보였다. 결론: 노령 쥐 대장 근층 내 지방 축적이 증가하고, 카할 간질 세포및 nNOS 양성 신경세포및 신경섬유의 밀도가 감소하는 현상을 통해 노화로 인한 대장 운동 이상을 일부 설명할 수 있다.

Introduction: Little is known about the time-course of aging on interstitial cells of Cajal (ICC) of colon. The aim of this study was to investigate the change of morphology, ICC and neuronal nitric oxide synthase (nNOS) immunoreactive cells in the aged rat. Methods: The proximal colon of 344 Fischer rats at four different ages (6, 31, 74 weeks, and 2 years) were studied. The immunoreactivity of c-Kit, nNOS, anti-protein gene product 9.5(PGP 9.5) and synaptophysin were counted after immunohistochemistry. The c-kit, SCF (stem cell factor

ligand of Kit) and nNOS mRNA were measured by real-time PCR. c- Kit and nNOS protein were assessed by Western blot. Isovolumetric contractile force measurement and electrical field stimulation (EFS) were conducted. Results: The area of intramuscular fat deposition significantly increased with age after 31 weeks. c-Kit immunoreactive ICC and nNOS immunoreactive neurons and nerve fibers significantly declined with age. mRNA and protein expression of c-kit and nNOS decreased with aging. The functional study showed that the spontaneous contractility was decreased in aged rat, whereas EFS responses to atropine and L-NG-Nitroarginine methyl ester were increased in aged rat. Conclusions: In conclusion, the decrease of proportion of proper smooth muscle, the density of ICC and nNOS immunoreactive neuronal fibers and the number of nNOS immunoreactive neurons during the aging process may explain the aging associated colonic dysmotility.