스트레스에 의한 Long-term potentiation (LTP)의 저하를 감소시키는 리튬의 효과

Abstract

해마는 스트레스에 매우 취약하다고 알려진 기억 형성에 중요한 역할을 한다. 지금까지의 연구들은 예측할 수 없는 스트레스에의 노출이 해마에 의존적인 기억 형성에 유해하다는 것을 보여줬다. 최근 연구들은 신경세포의 자연사나 스트레스에 의한 구조적 변형의 예방 등 in vivo와 in vitro 실험에서 리튬의 신경보호효과를 보여주었다. 또한 최근 한 연구는 리튬에 의한 LTP 항진을 보여주었고 몇몇 연구들은 만성 스트레스의 악영향을 리튬이 감소시킴을 보고하였다. 본 연구에서 저자는 리튬이 기억에 대한 스트레스의 악영향을 감소시키거나 예방할 수 있는지의 여부를 알아보았다. 쥐에게 한 시간 동안 immobilization 스트레스를 준 후 즉시 단두희생 하였고 뇌를 적출한 후 횡단 해마 슬라이스를 제작하였다 (transverse hippocampal slice; 400㎛). 하나의 슬라이스에 자극단자와 기록단자를 위치시키고 적어도 10분 동안 baseline synaptic transmission을 관찰한 후 theta-burst stimulation (TBS)을 이용하여 LTP를 유도하였다. 20분 동안 0.6mM 또는 1.0mM 농도의 리튬을 처리한 후 다른 슬라이스에서 적어도 10분 동안 baseline synaptic transmission을 관찰한 후 TBS를 이용하여 LTP를 유도하였다. 각 슬라이스 마다 분당 synaptic responsiveness를 40분 동안 측정하여 기록하였다. 모든 군 (스트레스군 (M=112.37, SD=±11.51), 리튬 0.6mM군 (M=141.06, SD=±8.45), 리튬 1.0mM군 (M=146.96, SD=±18.58), 대조군 (M=187.58, SD=±12.22), 리튬 1.0mM 대조군 (M=190.77, SD=±14.00))에서 LTP는 유의하게 유도되었다. 리튬 0.6mM군에서 유도된 LTP의 크기의 평균은 스트레스군에서 유도된 LTP 크기의 평균과 통계적으로 유의한 차이를 보였고 (p<0.05), 또한 리튬 1.0mM군에서 유도된 LTP의 크기의 평균도 스트레스군에서 유도된 LTP 크기의 평균과 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 하지만, 리튬 0.6mM군에서 유도된 LTP의 크기의 평균과 리튬 1.0mM군에서 유도된 LTP 크기의 평균은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 우리는 이 연구를 통해 리튬이 쥐의 해마에서 스트레스에 의한 LTP의 저하를 부분적으로 완화시킬 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 현재까지 알려진 리튬의 신경보호효과에 대한 보고들을 지지할 뿐만 아니라, 리튬이 스트레스에 의한 학습과 기억 등 인지기능의 손상의 치료에 효과적일 수 있음을 보여준다.