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극저주파 전자기장이 해마손상 실험 모델에서의 신경발생 및 인지행동에 미치는 영향
(Effects of Extremely Low-Frequency Electromagnetic Fields on Neurogenesis and Cognitive Behavior in an Experimental Model of Hippocampal Injury)
2018.1.3.
출처: 미국 국립생물공학정보센터(NCBI)
연구기관 : Iran University 의과대학 등(이란)
o 개요
- 이 연구는 ‘17년 11월, Hindawi 저널을 통해 발표되었음
- Iran University 의과대학의 Mohammad Hassan Sakhaie를 비롯한 연구팀은 쥐들의 해마 치아이랑* (Dentate Gyrus, 이하 DG)에서 TMT 신경독성에 대한 반응으로 ELF-EMF가 세포 증식 및 행동 인식의 효과가 있는지 여부를 측정하고자 하였음
* 해마 치아이랑(Dentate Gyrus): 대뇌변연계의 해마체 내부에 위치하며 장기 기억과 공간 개념, 감정적인 행동을 조절한다.
o 연구 배경
- 0~300Hz 사이의 극저주파 전자기장(ELF-EMFs)은 생물학적 영향이 있음이 널리 알려져 있으며, 뇌 활동, 신경 기능에 영향을 미친다고 보고됨
- 최근, ELF-EMF를 세포 증식, 신경 발생 및 행동 활성 등을 포함한 해마 기능의 조절을 위해 사용하는 치료법이 제안되었음
- Cuccurazzu et al.의 연구(2)는 ELF-EMF 노출(1mT, 50Hz)이 생체 내 신경발생(hippocampal neurogenesis)을 증가시킬 수 있음을 보임
- ELF-EMF는 DG의 관통로(perforant pathway)에서 시냅스 가소성을 증가시키는 효과가 있음
- 또한, 이전 연구에서 만성적인 ELF-EMF(2mT, 50Hz)의 노출은 장기 기억 및 학습에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인됨
- 앞선 선행연구에 기초하여, 본 연구에서는 쥐들의 DG에서 TMT 신경독성에 대한 반응으로 ELF-EMF가 세포 증식 및 행동 인식의 효과가 있는지 여부를 측정하고자 하였음
o 연구 결과
- MWM 실험 결과, 각 그룹의 생쥐의 (a) 탈출 시간, (b) 이동 거리, (c) 목표 사분면 입장 비율은 다음과 같이 나타남
(a) 탈출 시간: 대조군과 sham 대조군의 탈출 시간은 평균 35초 정도로 비슷하였으나 TMT를 주사한 그룹의 탈출 시간은 평균 45초 정도로 유의하게 증가하였음. 한편, TMT를 주사한 후 EMF에 노출시킨 그룹의 경우 탈출 시간이 감소함을 보임
(b) 이동 거리: 대조군과 sham 군의 이동 거리는 비슷하였으며 TMT를 주사한 쥐들의 경우 탈출까지 더 많은 거리를 이동하였음. 한편, TMT를 주사한 후 EMF에 노출시킨 쥐들은 이동 거리가 감소함을 보임
(c) 목표 사분면 입장 비율: 대조군과 sham 군의 비율은 40% 정도로 비슷하였고 TMT 군은 그 절반인 약 20%로 크게 감소하였음. 이후 EMF를 노출시킨 그룹에서는 약 35%로 큰 증가를 보임
- 관찰 결과, ELF-EMF 노출이 TMT 주사에 따른 학습 및 기억 능력 손상의 회복에 영향을 미치는 것으로 나타남
- 생쥐를 해부하여 Western Blot 분석에 의해 해마를 관찰한 결과 TMT를 주사한 생쥐 그룹에서 BrdU+ 세포의 수가 유의하게 감소하였음
- TMT 주사 이후 극저주파 EMF를 노출시킨 생쥐의 그룹에서는 BrdU+ 세포의 수가 대조군보다 오히려 증가하였음
* 대조군, Sham 그룹, TMT 주사 그룹, TMT 주사 후 EMF 노출 그룹
- 위 검사 결과 EMF 노출이 해마부위 DG의 신경 세포 생성 및 증식을 활성화하는 것으로 나타남
o 결론
- MWM 실험 및 해마 부위를 해부한 결과, ELF-EMF 노출은 신경독성물질에 따른 학습 및 기억 손상을 회복할 수 있는 것으로 나타남
- 이는 해마 신경층의 줄기 세포에서 생성된 신경 세포의 생성 및 증식 때문일 수 있음
- 이 연구 결과는 ELF-EMF 노출이 중추 신경계 질환, 특히 퇴행성 질환에 대한 치료법으로 활용될 수 있다는 초기 가설을 뒷받침함
- 신경 퇴행성 장애에 대한 ELF-EMF의 잠재적 치료 효과를 분석하기 위해서는 추가적인 연구가 필요함
링크 : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29259353
(리포터 : 안형상 연구원, 미래전파공학연구소) |
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