본 연구는 생체 외 $^1H$ 고분해능 매직앵글스핀닝($^1H$ High-Resolution Magic Angle Spinning; $^1H$ HR MAS) 기술을 이용하여 정상군 adult mice의 뇌에서의 부위별 뇌 신경화학 대사물질(brain neurochemical metabolites)을 정량적으로 분석하고, 이를 이용하여 정상군의 뇌 대사물질의 표준 data base를 정립하기 위함이다. 실험에 사용된 adult mice는 C57BL/6J 모델의 체중 25~28 g, 40주령 수컷 10마리를 사용하였으며, 연령과 성별을 일치시켰다. 또한 뇌의 전두엽(frontal cortex), 측두엽(temporal cortex), 해마(hippocampus), 시상(thalamus) 총 4개의 부위를 채취하여 생체 외 $^1H$ 고분해능 매직앵글 스핀닝 실험을 진행 하였다. 생체 조직의 뇌 대사물질의 절대농도를 획득하기 위하여 대표적인 대사물질(Ace, NAA, NAAG, tCr, Cr, tCho, Cho, mIns, GPC+PC, Lac, GABA, Glu, Gln, tau, Ala)을 각 피크의 면적과 대사물질의 프로톤 개수를 계산하였다. 결과적으로 정상 군에서의 mice 뇌의 신경화학 대사물질들을 Acet, NAA, NAAG, Cho, mIns가 부위별로 절대농도차의 유의성을 나타내었으며, 이 외의 대사물질에서는 유의성이 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 토대로 $^1H$ HR-MAS을 이용한 생체조직 실험은 뇌조직 내 대사물질의 절대농도를 측정하고 기본적인 지표를 확보하는데 매우 정확하고 정량적인 방법이 될 수 있을 것으로 사료되며, 더 나아가 mice를 이용한 인간질병 모델의 실험동물에서의 뇌 신경화학 대사물질의 표준 자료화 하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
The purpose of this study is to quantitate regional neurochemical profile of regional normal adult mice brain and assess regional metabolic differences by using ex vivo $^1H$ high-resolution magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy ($^1H$ HR-MAS NMRS). The animals were matched in sex and age. The collected brain tissue included frontal cortex, temporal cortex, thalamus, and hippocampus. Quantitative 1D spectra were acquired on 40 samples with the CPMG pulse sequence (8 kHz spectral window, TR/TE = 5500/2.2 ms, NEX = 128, scan time: 17 min 20 sec). The mass of brain tissue and $D_2O$+TSP solvent were 8~14 mg and 7~13 mg. A total of 16 metabolites were quantified as follow: Acet, NAA, NAAG, tCr, Cr, tCho, Cho, GPC + PC, mIns, Lac, GABA, Glu, Gln, Tau and Ala. As a results, Acet, Cho, NAA, NAAG and mIns were showed significantly different aspects on frontal cortex, hippocampus, temporal cortex and thalamus respectively. The present study demonstrated that absolute metabolite concentrations were significantly different among four brain regions of adult mice. Our finding might be helpful to investigate brain metabolism of neuro-disease in animal model.
