The Effect of Hyperthermic Pretreatment in a Neonatal Rat Model of Hypoxic-ischemic Brain Injury

열 전처지가 신생쥐의 허혈성 저산소성 뇌손상에 미치는 영향

Purpose : Perinatal asphyxia is an important cause of neonatal mortality and subsequent lifelong neurodevelopmental handicaps. Although many treatment strategies have been tested, there is currently no clinically effective treatment to prevent or reduce the harmful effects of hypoxia and ischemia in humans. In the clinical setting, maternal hyperthermia induces adverse effects on the neonatal brain, but recent studies have shown that hyperthermic pretreatment (PT) plays some role in hypoxic-ischemic (HI) injuries of the developing brain. The present study investigated the effect of hyperthermic PT on HI brain injuries in newborn rats. Methods : HI was produced in 7-day-old neonatal rats by unilateral common carotid artery ligation, followed by hypoxia with 8% oxygen at $38^{\circ}C$ for 2 hours. Twenty-four hours before HI, one-half of the pups were exposed to a $40^{\circ}C$ environment for 2 hours. The severity of the brain injury was assessed 7 days after the HI. Results : Hyperthermic PT reduced the gross and histopathologic findings of brain injury from 64.7 to 31.2% (P<0.05). There were no differences in location and severity of injury between the pretreated and control brains. Conclusion : These findings indicate that hyperthermic PT provides neuroprotective benefits on HI in the developing brain. Also, these findings suggest maternal hyperthermia may have protective effect on perinatal HI brain injuries.

목 적 : 신생아 질식은 신생아 사망과 영구적 신경발달 장애의 중요한 원인이다. 이에 대한 여러 치료 방법이 시도되어 왔으나 현재까지 임상에 적용 가능한 치료 혹은 예방법은 개발되지 못하고 있다. 산모의 고열은 신생뇌에 악영향을 미치는 것으로 알려져 왔으나 최근 동물에서 시행한 고온 전처치가 뇌손상을 예방한다는 상반된 효과가 보고된 바 있다. 이에 저자들은 신생 동물의 저산소 허혈 뇌손상에 있어서의 고온 전처치의 효과를 조사하고자 이 연구를 시행하였다. 방 법 : 신생쥐를 사용하여 생후 6일에 이들을 두 군으로 나누어 전처지군은 $40^{\circ}C$의 고온 환경에, 대조군은 상온에 2시간 노출시켰다. 24시간 후 두 군 모두 편측 온목동맥 결찰 후 산소 농도 8%의 저산소 환경에 2시간 노출시켜 저산소 허혈을 유도하였으며 저산소 허혈후 7일에 뇌를 적출하여 뇌손상 정도를 비교하였다. 결 과 : 고온 전처치군 16례 중 5례(31.2%)에서 뇌손상이 관찰되어 대조군(17례 중 11례, 64.7%)에 비해 유의성 있게 뇌손상 빈도가 낮았다(P<0.05). 뇌피질, 해마, striatum 및 시상에서 관찰한 손상 부위의 분포 양상과 손상 정도는 전처치군과 대조군 사이에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 결 론 : 신생쥐에 있어서 2시간의 고온 전처치는 저산소 허혈 뇌손상의 빈도를 감소시켰다. 이는 산모의 발열이 저산소 허혈 뇌손상 보호 효과를 나타낼 가능성을 시사하나 임상 적용에 앞서 다양한 환경 온도 및 장시간의 노출 시간으로 그 효과와 안정성에 대한 연구가 계속되어야 할 것으로 생각된다.