소뇌의 버그만아교세포는 인접한 조롱박신경세포를 둘러싸는 특이한 해부학적 분포를 하고 있어 종래로부터 조롱박신경세포에 대한 물리적 지지 역할과 함께 이 신경 세포의 생존과 기능에 필요한 대사물질을 공급해 주는 것으로 추정되어 왔으나 이에 대한 구체적인 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 버그만아교세포와 조롱박신경세포의 상관관계를 증명하기 위한 연구로 전자현미경적 정상적인 미세구조와 신경독물인 하르말린을 흰쥐에 투여하여 조롱박신경세포만을 특이적으로 파괴시킨 소뇌조직을 대상으로 최근 버그만아교세포에서 발현되는 것으로 알려진 수 종의 대사성 단백물질의 동향을 면역조직 화학방법으로 관찰하여 GLAST의 면역 염색성은 정상부위보다 신경세포 손상부위의 버그만아교세포에서 현저히 감소되었다. 하르말린 투여군의 흰쥐에서 조롱박신경세포의 사멸은 소뇌벌레에서 집중적으로 일어났으며 사멸된 부위는 calbindin D-28K에 염색된 정상 조롱박신경세포들 사이에서 산발적으로 끼어 있는 빈 공간으로 나타났는데 빈공간은 분자층과 조롱박신경세포층이 세로로 달리는 좁고 긴 띠 (bands) 모양의 특이 한 양상을 보였다. MT 면역염색성은 신경세포 손상부위의 버그만아교세포에서 현저히 증가하였다. 이상의 관찰 결과로 볼 때 조롱박신경세포의 손상에 의하여 버그만아교세포는 강한 아교세포반응을 보이며 MT의 발현을 통하여 인접 신경세포 손상과 미세아교세포 활성에 의하여 유발된 산화성 스스로를 보호하고 생존한다. 그러나 GLAST의 발현의 감소는 조롱박신경세포의 사멸로 인하여 이들 세포들로부터 유리되어 나오는 글루타메이트의 감소 또는 중단되므로 버그만아교세포에서 이들 글루타메이트 수송체 역할이 감소되었음을 반영하는 것으로 사료된다.
Studies on molecular plasticity of Bermann glia (BG) after harmaline-induced Purkinje cell (PC) degeneration in the rat cerebellum. The intimate structural relationship between BG and PC, evidenced by the sheathing of the PC dendrites by veil-like process from the BG has been suggestive of the close functional relationship between these two cell types. However, little is known about metabolic couplings between these cells. This study designed to investigate molecular plasticity of BG in the rat cerebellum in which PCs were chemically ablated by harmaline treatment. Immunohistochemical examination reveals that harmaline induced PC degeneration causes a marked glial reaction in the cerebellum with activated BG and microglia aligned in parasagittal stripes within the vermis. In these strips, activated BG were associated with upregulaion of metallotheionein, while GLAST and was down regulated, as compared with nearby intact area where both BG are in contact with PCs. The data from this study demonstrate that BG can change their phenotypic expression when BG loose their contact with PCs. It is conceivable that activated BG may upregulate structural proteins, metallothionein expression to use for their proliferation and hypertrophy; metallothionein expression to cope with oxidative stress induced by PC degeneration and microglial activation. On the contrary, BG may down regulated expression of GLAST because sustained loss of contact with PCs would eliminate the necessity for the cellular machinery involved glutamate metabolism. In conclusion, BG might respond man to death of PCs by undergoing a change in metabolic state. It seems possible that signaling molecules released from PCs regulates the phenotype expression of BG. Also ultrastructures in the organelles of normal PC and BG are distinguished by mitochondrial appearance, and distributed vesicles at the synaptic area in the cytoplasm.
