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저산소증은 신생아의 사망률을 증가시키는 중요한 요인 중의 하나로 알려져 있다. 또한 저산소증에 의한 조직의 손상은 세포의 DNA손상과 세포자멸사 등의 복합적인 기전을 통해 나타난다. 본 연구에서는 태아기저산소증에 의한 대뇌조직의 손상과 동반된 8-hydroxyguanine glycosylase 1 (OGG1)과 apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 (APE1)과 같은 DNA 복구 효소와 brain derived neurotrophic factor (BDNF)의 발현 변화를 밝히고자 하였다. 실험을 위해 임신 14.5일 및 15.5일된 흰쥐를 저산소 혼합가스(10% O2, 5% CO2, 85% N2)에 2시간 또는 4시간 동안 노출시킨 후 24시간이 경과된 다음 에틸에테르 마취하에 개복하여 태아를 적출하였다. 헤마톡실린-에오신염색, 면역조직화학염색, western blot 등을 실시하여 결과를 분석하였다. 실험 결과 저산소증 손상을 유발한 대뇌조직에서 caspase-3의 발현이 증가되었다. OGG1과 APE1은 임신 14.5일에 저산소증 손상을 유발한 실험군에서는 노출 시간에 비례하여 발현이 증가되었으나 임신 15.5일에 저산소증 손상을 유발한 실험군에서는 유의한 차이가 없었다. BDNF는 임신 14.5일 실험군에서는 노출시간에 비례하여 발현이 증가되었으나 임신 15.5일에 저산소증 손상을 유발한 실험군에서는 발현이 크게 감소되었다. 이러한 결과는 태아기 저산소증 손상은 신경세포들의 DNA 손상과 세포자멸사를 증가시키고 세포들은 이에대한 방어기전으로 DNA 복구 효소와 신경영양인자의 발현을 증가시킴을 제시하며, 발달 시기에 따라 방어기전의 양상이 변화함을 나타낸다.
Hypoxia is one of the major causes of neonatal mortality. Hypoxia-induced tissue injuries are resulted from complex mechanisms such as DNA damage and apoptosis. In this study, we aimed to elucidate the changes in the expression of DNA repairing enzymes such as 8-hydroxyguanine glycosylase 1 (OGG1) and apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 (APE1) and brain derived neurotrophic factor (BDNF) in the fetal cerebral tissue after intrauterine hypoxic injury. For this study, pregnant Sprague-Dawley rats were exposed to hypoxic gas (10% O2, 5% CO2, 85% N2) for 2 or 4 hours at postconception day 14.5 and 15.5. After 24 hours, the animals were anesthetized with ethyl ether and fetuses were obtained by laparatomy. Hematoxylin-eosin stain, immunohistochemical stain, and western blot were employed for analysis. The caspase-3 immunolabeled cells were significantly increased within the cerebral cortex after hypoxic injury. The expressions of OGG1, APE1, and BDNF were also increased in the cerebral tissue after hypoxic injury at postconception day 14.5, in a dose-dependent manner. However, the expression of BDNF was significantly decreased in the cortical tissue exposed to hypoxic injury at postconception day 15.5. These results demonstrate that fetal hypoxic injury induces apoptosis of the nerve cells and promotes the expressions of the DNA repairing enzymes and neurotrophic factors. In addition, these results suggest that protection mechanisms against hypoxic injury alter along the progression of the fetal development.
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Hypoxia, Apoptosis, OGG1, APE1, BDNF
