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6-hydroxydopamine(6-OHDA)는 파킨슨 질환 동물 모델의 제조에 널리 사용되는 신경독소로 도파민성 뉴런에 대한 특이적인 독성을 나타낸다. 도파민 신호는 중추신경계의 광범위한 영역에서 생리 기능을 조절하는데, 이에 따라 파킨슨병 환자와 6-OHDA를 처리한 동물들의 신경내분비 활성에 극심한 변화가 있을 것으로 예상할 수 있다. 하지만 6-OHDA 주사 모델에서 시상하부-뇌하수체 신경내분비 회로에 관한 연구들은 전무한 실정이다. 본 연구는 6-OHDA에 의한 뇌 카테콜아민 합성의 차단이 성체 수컷 흰쥐의 시상하부-뇌하수체 호르몬 유전자들의 전사 활성에 일으키는 변화를 조사한 것이다. 생후 3개월의 수컷 흰쥐(SD strain)에 개체 당 200 ㎍의 6-OHDA를 10 ㎕의 생리식염수에 녹여 뇌실 내 주사(icv)하였고, 2주 후에 모든 실험동물들을 희생시켰다. 시상하부-뇌하수체 호르몬 유전자들의 mRNA 수준을 조사하기 위해 total RNA를 추출하여 반-정량적 RT-PCR을 시행하였다. 카테콜아민 생합성에서 속도조절효소로 작용하는 tyrosine hydroxylase(TH)의 경우 6-OHDA군에서 대조군에 비해 유의한 발현 감소가 나타났고(대조군:6-OHDA군=1:0.72±0.02AU, p<0.001), 이를 통해 6-OHDA 주사의 효력을 확인하였다. 시상하부에서 gonadotropin-releasing hormone(GnRH)과 corticotropin releasing hormone(CRH)의 mRNA 수준은 6- OHDA군이 대조군에 비해 유의하게 낮았다(GnRH, 대조군:6-OHDA군=1:0.39±0.03AU, p<0.001; CRH, 대조군:6-OHDA군=1:0.76±0.07AU, p<0.01). 뇌하수체에서 glycoprotein hormone들의 공통적인 alpha subunit(Cgα)과 LH beta subunit(LH-β) 그리고 FSH beta subunit(FSH-β)의 mRNA 수준의 경우 모두 6-OHDA군에서 대조군에 비해 유의한 감소를 나타냈다(Cgα, 대조군:6-OHDA군=1:0.81±0.02AU, p<0.001; LH-β, 대조군:6-OHDA군=1:0.68±0.04AU, p<0.001; FSH-β, 대조군:6-OHDA군=1:0.84±0.05AU, p<0.01). 이와 유사하게, 6-OHDA군에서의 뇌하수체 adrenocorticotrophic hormone(ACTH) 전사 수준 역시 대조군에 비해 유의하게 낮았다(대조군:6-OHDA군=1:0.86±0.04AU, p<0.01). 본 연구는 중추신경계로의 도파민 신경독소 주입에 의해 두 가지의 시상하부-뇌하수체 신경내분비 회로인 GnRH-성선자극호르몬 회로와 CRH-ACTH 회로의 전사 활성이 하향조정됨을 증명하였다. 이러한 결과는 시상하부로의 CA입력은 시상하부-뇌하수체 기능 조절을 통해 생식소와 부신의 활성에 영향을 미침을 시사하는 것으로, 파킨슨병 환자들에게서 빈번하게 발생하는 성 기능 장애와 열악한 스트레스 반응을 설명할 단서를 제공한다.


A neurotoxin, 6-hydroxydopamine (6-OHDA) has been widely used to create animal model for Parkinson's disease (PD) due to its specific toxicity against dopaminergic (DA) neurons. Since DA signals modulate a broad spectrum of CNS physiology, one can expect profound alterations in neuroendocrine activities of both PD patients and 6-OHDA treated animals. Limited applications of 6-OHDA injection model, however, have been made on the studies of hypothalamus- pituitary neuroendocrine circuits. The present study was performed to examine whether blockade of brain catecholamine (CA) biosynthesis with 6-OHDA can make any alteration in the transcriptional activities of hypothalamus-pituitary hormone genes in adult male rats. Three-month-old male rats (SD strain) were received 6-OHDA (200 ㎍ in 10 ㎕ of saline/animal) by intracerebroventricular (icv) injection, and sacrificed after two weeks. To determine the mRNA levels of hypothalamus- pituitary hormone genes, total RNAs were extracted and applied to the semi-quantitative RT-PCRs. The mRNA levels of tyrosine hydroxylase (TH), the rate‑limiting enzyme for the catecholamine biosynthesis, were significantly lower than those from the control group (control:6-OHDA=1:0.72±0.02AU, p<0.001), confirming the efficacy of 6-OHDA injection. The mRNA levels of gonadotropin-releasing hormone (GnRH) and corticotropin releasing hormone (CRH) in the hypothalami from 6-OHDA group were significantly lower than those from the control group (GnRH, control:6-OHDA=1:0.39±0.03AU, p<0.001; CRH, control:6-OHDA=1:0.76±0.07AU, p<0.01). There were significant decreases in the mRNA levels of common alpha subunit of glycoprotein homones (Cgα), LH beta subunit (LH-β), and FSH beta subunit (FSH-β) in pituitaries from 6-OHDA group compared to control values (Cgα, control:6-OHDA=1:0.81±0.02AU, p<0.001; LH-β, control:6-OHDA= 1:0.68±0.04AU, p<0.001; FSH-β, control:6-OHDA=1:0.84±0.05AU, p<0.001). Similarly, the level of adrenocorticotrophic hormone (ACTH) transcripts from 6-OHDA group was significantly lower than that from the control group (control: 6-OHDA=1:0.86±0.04AU, p<0.01). The present study demonstrated that centrally injected DA neurotoxin could down- regulate the transcriptional activities of the two hypothalamus-pituitary neuroendocrine circuits, i.e., GnRH- gonadotropins and CRH-ACTH systems. These results suggested that hypothalamic CA input might affect on the activities of gonad and adrenal through modulation of hypothalamus-pituitary function, providing plausible explanation for frequent occurrence of sexual dysfunction and poor stress-response in PD patients.