The Effect of Postnatal Dexamethasone Treatment on Hypoxic-Ischemic Brain Injury in Neonatal Rats

신생쥐의 저산소성 허혈성 뇌손상에서 손상 후 덱사메타손의 투여 효과

Purpose : Dexamethasone is frequently administered to prevent or treat chronic lung disease in human neonates who are also prone to hypoxic-ischemic(HI) insults. Recently, meta-analysis of the follow-up studies reveals a significantly increased odd ratio for the occurrence of cerebral palsy or an abnormal neurologic outcome, and there is conflicting evidence regarding the impact of dexamethasone exposure on HI brain injury. This study was conducted to explore the effect of post-HI dexamethasone administration on neuronal injury in neonatal rats. Methods : HI was produced in seven-day-old rats by right carotid artery ligation followed by two hours of 8% oxygen exposure. At the end of HI, the animals were injected intraperitoneally either with dexamethasone(0.5 mg/kg) or saline. Neuronal injury was assessed seven days after the HI by the area of infarction, TUNEL reactivity, Bcl-2 and Bax expression in brain. Results : Post-insult dexamethasone administration resulted in reduction of weight gain and a higher mortality rate during seven days after HI. Dexamethasone treatment revealed no effect on the size of brain infarction induced by HI. Bax protein expression increased in dexamethasone treated brain but Bcl-2 protein expression and TUNEL reactivity revealed no significant differences between dexamethasone treated and non treated brain. Increased Bax protein expression suggest upregulation of the apoptosis by dexamethasone. Conclusion : The result suggests the adverse role of Post-HI administration of dexamethasone in neonatal HI.

목 적 : 미숙아들은 심혈관계 및 호흡기계의 미숙으로 만삭아 보다 주산기 저산소증의 발생 가능성이 높으며 만성 폐질환의 예방과 치료를 위한 출생 후 코르티코스테로이드 제제의 투여 기회 또한 높다. 저산소-허혈 즉 주산기 가사가 일어나는 경우 비가역적 손상을 나타내는 기관은 뇌가 유일하므로 뇌손상 정도는 장기적 예후와 직결된다. 이에 저자들은 저산소-허혈에 의한 뇌손상에서 코르티코스테로이드 제제 중 신생아에게 가장 빈번하게 쓰이고 있는 덱사메타손이 신생아 뇌손상에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하기 위해 이 연구를 시행하였다. 방 법: 본 연구에는 10마리의 Sprague-Dawley rat 어미에서 태어난 103마리의 신생쥐를 총경동맥 절단과 산소 농도 8%에 노출시켜 저산소-허혈 모형을 만들고 덱사메타손체중 kg 당 0.5 mg을 투여하였다. 적출뇌는 terminal-deoxynucleotidyl-transferase-mediated deoxyuridine triphosphate nick end labelling(TUNEL) 염색, Bcl-2 및 Bax 형광염색, TUNEL 및 synaptophysin 이중 염색을 시행하여 세포 자멸사 양상을 관찰하고 경색부위 면적은 백분율로 구하여 대조군과 비교하였다. 결 과 : 허혈-저산소 환경 노출 후 생존한 95마리 중 덱사메타손 투여군은 54마리, 대조군은 41마리였다. 양육 중 덱사메타손 투여군 가운데 25마리가 사망하였고 대조군은 7마리가 사망하여 덱사메타손 투여군에서의 사망률이 의의 있게 높았다(46.3% vs. 17.1%, P=0.002). 생후 7일째 저산소-허혈 및 투약 전 체중은 두 군에서 차이를 보이지 않았으나 생후 14일째 측정한 체중은 덱사메타손 투여군의 체중 증가가 유의하게 적었다(P=0.001). Bax 및 Bcl-2, Bax/Bcl-2 및 TUNEL 염색 소견은 측정 단위당 Bax가 덱사메타손 투여시 유의하게 증가되었고 Bax/Bcl-2 및 TUNEL 양성세포 역시 덱사메타손군에서 다소 높은 것으로 나타났으나 통계적 유의성은 없었다. 덱사메타손군의 뇌손상 부위는 대조군과 의미 있는 차이를 보이지 않았다. 결 론: 저산소-허혈 후 덱사메타손 투여는 체중 증가 방해, 사망률 증가 등 전신 상태의 악화를 초래하며 뇌세포 자멸사를 조장할 가능성이 있다.