뇌졸중에서 재관류후 혈뇌장벽의 파열 및 투과성 증가가 발생할 수 있으며, 이는 출혈성 변화 (hemorrhagic transformation)와 연관되어 뇌졸중 예후에 중요하다. 재관류 손상(Reperfusion injury)을 막기 위해 다양한 신경보호제들이 연구되어 왔는데, 그 중 국내 연구진에 의해 수행된 본 연구에서는 agmantine의 혈뇌장벽 안정화 효과를 동물 모델에서 평가하였다. Agmatine은 L-arginine의 decarboxylation에 의해 형성되는 primary amine으로 이전 연구에서 허혈성 뇌손상을 줄이는데 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 저자들은 rat을 이용한 일과성 뇌허혈 동물 모델에서 agmatine의 혈뇌장벽 안정화 효과를 permeability MRI를 이용하여 정량적으로 평가하였다.

 동물모델은 Sprague-Dawley rat을 이용한 90분 MCA occlusion model을 이용하였다. 재관류 직후에 복강을 통하여 agmatine (100mg/kg)을 주입한 군(n=17)과 생리 식염수를 주입한 군(n=17)으로 나누어 평가하였다. 3T MR machine을 이용하여 재관류후 4시간 및 30시간에 dynamic contrast-enhanced MRI를 시행하였고, 이후 면역조직학 염색을 통해 양 군간 혈뇌장벽 양상을 정량적으로 비교하였다.

그 결과 permeability parameter 중에서 volume transfer constant (0.05 ± 0.02 minutes-1 versus 0.08 ± 0.03 minute-1, p=0.012) 및 volume fraction of extravascular extracellular space (0.12 ± 0.06 versus 0.22 ± 0.15, P=.02)가 agmatine 군에서 대조군에 비해 통계적으로 의미 있게 낮았다. 면역조직학 염색에서도 factor VIII–positive 세포의 숫자가 agmatine 군에서 더 낮았다. (3-fold versus 4-fold, P = .037).

본 연구는 agmatine의 혈뇌장벽 안정화 효과를 in vivo에서 확인하였고, dynamic contrast-enhanced MR imaging을 혈뇌장벽 안정화를 평가하는 imaging biomarker로 활용 가능함을 확인한 점에서 의의가 있다고 할 수 있겠다.

Effects of Agmatine on Blood-Brain Barrier Stabilization Assessed by Permeability MRI in a Rat Model of Transient Cerebral Ischemia

S.S. Ahn, S.H. Kim, J.E. Lee, K.J. Ahn, D.J. Kim, H.S. Choi, J. Kim, N.-Y. Shin, and S.-K. Lee

AJNR Am J Neuroradiol. 2014 Oct 1. [Epub ahead of print]