흰쥐 척수 뇌실막구역에서 발달 단계에 따른 Nestin, BrdU 및 GFAP 면역반응성의 변화

송대용(Dae Yong Song),조병필(Byung Pil Cho),양영철(Young Chul Yang),최병영(Byoung Young Choi),강호석(Ho Suck Kang) 대한해부학회 2005 Anatomy & Cell Biology Vol.38 No.5

최근 뇌실막층 혹은 뇌실막밑층에 존재하는 다분화능 전구세포에 대한 연구가 여러 연구자들에 의해 활발히 진행 중에 있다. 그러나 이와 관련된 대부분의 연구는 뇌를 중심으로 이루어져 왔거나 중추신경계통에 치명적인 상해를 입힌 후 얻어진 결과를 토대로 진행되어 왔다. 따라서 정상 발달단계에 따른 척수중심관 뇌실막층 세포에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 저자들은 nestin, bromodeoxyuridine (BrdU), glial fibrillary acidic protein (GFAP) 항체를 이용한 면역조직화학법을 통해 흰쥐의 정상 척수 발달단계에 따른 뇌실막층 세포들의 분열 및 분화 양상을 확인하고자 하였다. 배 발생 14일, 척수중심관 뇌실막층을 구성하는 많은 세포들 중날개판 및 바닥판을 구성하는 대부분의 세포들이 nestin에 강한 면역양성반응을 보였다. 또한 이들 중 많은 세포들이 BrdU에 면역양성반응을 보여 세포분열이 활발히 진행되고 있음을 확인할 수 있었다. 반면 출생일을 기점으로 nestin에 면역양성반응을 보이는 세포들은 거의 사라지고, 출생 후 7일부터는 어떤 세포도 nestin에 면역양성반응을 보이지 않았다. 그러나 nestin의 발현이 사라진 후에도 다수의 세포들이 출생 후 14일까지 BrdU에 면역양성반응을 보여 어느 정도 분화가 진행된 후에도 척수중심관 뇌실막층 세포들에서 세포분열이 지속된다는 사실을 확인할 수 있었다. 반면 GFAP에 면역양성반응을 보이는 세포들은 전 실험과정에 걸쳐 확인할 수 없었다. Recently, there has been considerable attention focused on the multipotent progenitor cells existing in ependymal and subependymal layer. However, almost all results have been derived from brain or injured CNS researches. So, the studies on the developmental characteristics of intact spinal ependymal layer have been relatively ignored. In the present study, we labeled rat spinal cord with nestin, bromodeoxyuridine (BrdU), and glial fibrillary acidic protein (GFAP) antibodies in order to track the differentiation and proliferative capacity of rat ependymal layer cells according to their developmental stages. At embryonic day 14 (E14), a number of cells in the spinal ependymal layer, especially constituting the alar and basal plates, showed extensive nestin immunoreactivities (ir). They also showed active proliferative capacities, because many nuclei of nestin-ir cells were also BrdU-ir. From postnatal day 0 (P0), nestin-ir cells were almost completely disappeared, and from P7, no nestin-ir cells could be detected. However, BrdU-ir nuclei continued to be identified until P14. These results suggested that the cells in the spinal ependymal layer retain their proliferative capacity until later stage of development. On the other hand, no GFAP-ir cells could be identified in the ependymal layer in our experimental period.

안쪽앞뇌다발 절단에 따른 신경아교세포의 증식활성

송대용(Dae Yong Song),박중철(Jung Cheol Park),박병구(Byung Gu Park),이진숙(Jin Suk Lee),최병영(Byoung Young Choi),양영철(Young Chul Yang),강호석(Ho Suck Kang),조병필(Byung Pil Cho) 대한해부학회 2004 Anatomy & Cell Biology Vol.37 No.4

신경아교세포의 형태, 면역학적 표현형, 그리고 분열 활성도의 변화는 중추신경계에서 발생하는 대부분의 병리현상에 있어 주요한 특징이다. 우리는 안쪽앞뇌다발(medial forebrain bundle; MFB) 절단 모델을 이용해 서로 다른 두 종류의 신경손상을 유도하고 그에 따른 신경아교세포의 분열양상을 연구하고자 하였다. 안쪽앞뇌다발을 절단키 위해 삽입한 캐뉼라에 의해 뇌조직이 파괴되어 급성 세포괴사(acute necrosis)가 일어나는 cannula track에서는 시술 후 1일부터 이미 많은 수의 BrdU 면역 반응세포가 관찰되었다. 그 수는 7일까지 크게 증가하다 감소하였으나 14일 후에도 상당히 많은 수의 BrdU 면역반응세포가 관찰되었으며, 그들 중 일부는 GFAP에, 그리고 일부는 OX-42에 양성반응을 보였다. 따라서 cannula track에서는 기계적 손상이 가해진 후 즉각적으로 미세아교세포와 별아교세포가 활성화되고 분열하기 시작하며 14일 까지도 비교적 다수의 세포가 증식활성을 유지함을 알 수 있었다. 일반적으로 cannula track을 바로 둘러싸는 세포괴사 지역 내에서는 주로 아메바형 미세아교세포가, cannula track에서 다소 떨어진 세포괴사 지역의 가장자리에서는 주로 별아교세포가 BrdU에 양성반응을 나타내었다. 이전에 우리는 안쪽앞뇌다발을 절단하면 흑색질(substantia nigra)에 위치하는 도파민 신경세포의 세포자멸사(apoptosis)가 유도됨을 보고한 바 있다. 안쪽앞뇌다발의 절단에 의해 세포자멸사가 유도되는 흑색질에서도 시술 후 1일부터 BrdU 양성반응세포가 관찰되었으나 소수에 불과하였다. 그 수는 3일부터 점차 증가하여 7일에 최고치에 도달하였으며, 14일 후에는 분열 중인 세포의 수가 크게 감소하였다. 그들 중 대부분은 OX-42에 양성반응을 보이는 분지형 미세아교세포와 이중염색 되었으나 GFAP와 이중염색되는 세포는 관찰할 수 없었다. 이것은 세포자멸사에 반응하여 분열하는 세포는 별아교세포가 아니라 미세아교세포이며, 그들의 형태와 분열 활성도도 cannula track에서 관찰된 것과 다르다는 것을 나타낸다. 한편, OX-42와 GFAP에 모두 음성반응을 보이는 것으로 생각되는 BrdU 면역반응세포를 cannula track과 흑색질에서 모두 관찰할 수 있었는데, 이들은 말초에서 유입된 면역세포로 추측되었다. 이 결과는 신경손상의 종류에 따라 신경아교세포의 증식활성이 상이하게 일어남을 증명하는 것이다. Changes in morphology, immunophenotypes and proliferative activity of neuroglia are key features in most forms of CNS pathology. We compared proliferative activity of neuroglial cells in response to two different types of brain injury induced by medial forebrain bundle (MFB) axotomy. In the cannula track where acute necrosis occurs due to mechanical lesion caused by cannula inserted to incise the MFB, many BrdU-immunoreactive (ir) cells appeared around the cannula track already at 1 day post-lesion (1 dpl). Their number significantly increased by 7 dpl and then decreased, but considerable number of BrdU-ir cells was still found at 14 dpl. Some of the BrdU-ir cells were double-labeled with either OX-42 or GFAP. This finding suggests that both microglia and astrocytes are activated and proliferate immediately after the mechanical damage, and the proliferative activity is maintained in a considerable number of these cells by 14 dpl. In general, the main cell type showing BrdU immunoreactivity was amoeboid microglia within the necrotic zone immediately surrounding the cannula track, and was astrocytes in the periphery of the necrotic zone more or less apart from the cannula track. Previously, we reported that MFB axotomy induces apoptosis of dopaminergic (DA) neurons in the substantia nigra (SN). In the SN where axotomized DA neurons undergo apoptosis, only a few BrdU-ir cells were found at 1 dpl. Their number increased gradually from 3 dpl and peaked at 7 dpl, then significantly reduced at 14 dpl. Most of them were double-labeled with OX-42-positive ramified microglia but not with GFAP. This data indicates that microglia but not astrocyte are the cell type that proliferate in response to apoptotic neuronal cell death, and their morphology and proliferative activity are different from those observed in the cannula track. Meanwhile, in the both cannula track and SN, some BrdU-ir cells were thought to be neither GFAP-positive nor OX-42-positive, and thus they were presumed to be infiltrated peripheral immune cells. These results demonstrate that different types of neuronal cell death are accompanied with different neurogilal proliferative activities.

사람 태아 척수중심관 및 종말뇌실을 싸는 뇌실막세포에서 발생단계에 따른 Glial Fibrillary Acidic Protein과 Proliferating Cell Nuclear Antigen 면역반응성의 변화

강호석(Ho Suck Kang),송대용(Dae Yong Song),조병필(Byung Pil Cho),양영철(Young Chul Yang) 대한해부학회 2002 Anatomy & Cell Biology Vol.35 No.3

사람태아 척수에서 종말뇌실을 둘러싸는 뇌실막세포의 형태학적 특성은 이들이 척수중심관을 싸는 뇌실막세포에 비해 그 분화 속도가 상당히 느리거나 혹은 어느 단계에서 고착되어 더 이상의 분화가 진행되지 않을 가능성이 있음을 암시한 다 (강호석 등, 2000). 이를 증명하고자 저자들은 18~24주 사이의 한국인 태아에서 각각 종말뇌실과 척수중심관을 싸고 있는 뇌실막세포의 분화양상을 glial fibrillary acidic protein (GFAP) 발현 변화를 이용하여 비교, 분석하였다. 아울러 이와 같은 분화정도의 차이가 그들의 분열능과 어떠한 관계를 맺고 있는지도 proliferating cell nuclear antigen (PCNA)의 발현정도를 통해 확인하였다. 척수중심관에서는 이 관의 등쪽을 싸고 있는 뇌실막세포에서만 한정적으로 GFAP 면역양성반응이 나타나는데 비하여 종말뇌실을 싸는 뇌실막세포들은 전범위에 걸쳐 다수의 세포들이 GFAP 항체에 양성반응을 나타내었다. 그리고 PCNA를 발현하는 척수중심관 뇌실막세포의 수는 태령 20주를 전후하여 급격히 감소하여, 20주 이후에는 몇몇 세포들만이 PCNA 에 양성반응을 보이는 반면, 종말뇌실을 싸고 있는 뇌실막세포들은 20주 이후에도 다수의 세포들이 강한 PCNA 양성반응 을 나타내었다. 이상의 결과는 종말뇌실을 싸는 뇌실막세포들이 척수중심관을 싸는 뇌실막세포에 비해 발생이 느리게 진행되며, 그 결과 이들은 척수중심관을 싸는 뇌실막세포들이 분열능을 상실한 이후에도 계속적으로 분열능을 보유한다는 사실을 나타낸다. The distinguishing morphological features of the ependyma lining ventriculus terminalis in human fetus have suggested that its differentiation would be somewhat delayed or arrested as compared with the ependyma lining central canal. To demonstrate this hypothesis, GFAP was used as a marker to compare the developmental state of the ependyma lining ventriculus terminalis and central canal along fetal age (18- to 24-week-old fetuses were investigated). PCNA was also used as a marker to identify whether proliferation potentiality of the ependyma lining ventriculus terminalis lasted longer than that of the ependyma lining central canal as a result of differentiation delay. GFAP-positive ependymal cells were restricted to dorsal plate at central canal but at ventriculus terminalis, many positive cells were identified in all regions compared with the ependyma lining central canal. The number of PCNApositive ependymal cells lining central canal decreased sharply about the time of 20th week, but at ventriculus terminalis, many ependymal cells continued to express PCNA after 20th week. As a result, we could conclude that differentiation of the ependyma lining ventriculus terminalis is delayed as compared with the ependyma lining central canal. In accordance with its developmental delay, it lasts longer proliferation potentiality than the ependyma lining central canal.

한국인 태아에서 척수 길이와 척수종말부 척추 높이의 변화

강호석(Ho Suck Kang),조병필(Byung Pil Cho),김지원(Ji Won Kim),송대용(Dae Yong Song),양영철(Young Chul Yang),박중철(Jung Cheol Park) 대한체질인류학회 1999 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.12 No.2

태아 척수종말부의 척추 높이는 인종에 따라 차이가 있는 것으로 보고되어 있다 그러나 척수종말부의 개념이 학자에 따라 몇 가지로 상야하게 정의되고 있으며 , 인종에 따른 척수종말부 척추 높이의 차이를 각 기 준에 의거하여 정밀하게 비교, 분석한 보고가 없었기 때문에 이에 관한 정확한 연구 분석이 필요한 실정이다. 저자들은 척수의 길이와 더불어 마지막 척수신경의 맨 아래쪽 잔뿌리가 나오는 지점( 이하 척수종말부 I 로 칭함 ) 과 척수원뿔이 급격히 가늘어지다 그 지름이 일정하게 유지되기 시작하는 지정 ( 이하 척수종말부 Ⅱ 호 칭함 ) 의 척추 높이를 조사하여 한국인 태아에서 척수 발생시 일어나는 척수 상승에 대한 기본 자료를 확보하고자 하 였다. 그리고 이를 각 기준별로 다른 인종의 그것들과 비교함으로써 척수 발생의 측면에서 한국인의 척수종말 부가 체질인류학적으로 어떠한 위치에 자리하고 있는지 확인하고자 본 연구를 시행하였다. 재료로는 최종 정상 월경주기 개시일을 기준으로 대령 13 주에서 37 주 사이의 정상적인 태아 115예를 사용하였으며 태령 및 머리 둔부 길이에 따라 각각 7 문으로 분류하여 비교, 조사하였다. 조사 결과는 다음과 같다. 1 대령이 증가함에 따라 척주 길이, 척수 길이 I,Ⅱ 및 척수경질악의 길이는 대체로 일정한 비율로 증가하는 경향을 보였으나 그 증가 양상에는 다소 차이가 있었다. 특히, 척수 길이는 태령 6 개월 (III 균 ) 에서 그 증가 폭이 약간 감소하는 양상을 보였다. 두 척수종말부의 상송 길이 역시 III 문에서 가장 빠른 속도로 상승하였고, 척주 길이에 대한 두 척수 길이의 비도 III 군에서 가장 큰 폭으로 감소하였다. 이와 같은 결과로 보아 발생 4-8 개월 사아에서는 척수가 태영 6개월 (III 군 ) 에 척주의 성장에 비해 상대적으로 가장 느리게 성장 하고, 그 결과 이 시기에 가장 빠른 속도로 척수가 상승한다는 것을 알 수 있었다. 태령 8 개월 이후의 변 화는 조사 예 수가 적어 판단하기 곤란하였다. 2 척수종말부와 척수경질막종말부의 평균 척추 높이와 분포 범위는 태령이 증가함에 따라 정상적으로 상승하는 양상을 보였으며, 다른 인종과 비교해 보았을 때 영국인, 북인도인 및 남인도인 보다는 높은 반면, 사우디아라비아인과는 비슷한 양상을 보였다. 3 길이와 척추 높이에 관한 모든 계측치는 극히 일부를 제외하연 남녀간에 통계적으로 유의할만한 차이를 보이지 않았다.

얕은위팔동맥(Superficial brachial artery) 1 예

강호석(Ho Suck Kang),조병필(Byung Pil Cho),김지원(Ji Won Kim),송대용(Dae Yang Song) 대한체질인류학회 2000 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.13 No.1

한국인 남성의 왼쪽 위팔에서 알은위팔옹액을 l예 발견하였으며, 이를 기존에 보고원 위활동액의 변아 들과 비교 , 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다 l. 얄은위팔동맥은 큰원근 위모서리 근처의 겨드랑동맥으로부터 계속되었으며 정중신경 안쪽뿌리의 앞을 지 난 후 정중신경의 안쪽을 따라 계속되였다. 이 동액은 위팔의 중간부분에서 정중신경의 앞을 가로지른 후 위팔의 아래부분에서는 팔오금까지 정중신경의 가쪽에 위치하였다 2. 팔요금에서 자동액과 노동맥으로 분지하는 얄은위팔동맥이 존재하는 경우 정중신경의 뒤쪽으로 지나가는 위팔동맥이 같이 존재하고 이것은 아래팔에서 온뼈사이동맥으로 계속되는 것이 보편적이라 알려져 있지 만, 온 예의 경우에는 정중신경의 뒤쪽으로 지나가는 동맥은 존재하지 않았다 3. 얄은위팔동맥은 깊은위활동맥과 근육가지, 아래자쪽경동맥을 내고 팔오금에서 두 종말가지인 노동액과 자 동맥으로 나뉘였다 위자쪽곁동맥은 깊은위팔동맥에서, 온뼈사이동맥은 자동맥에서 분지하였다 아래팔에서 노동액과 자동맥의 경로와 분지양상은 정상이었다 4. 본 변이는 발생과정 중 위팔동맥이 완전히 퇴화하고 발생초기에 생성된 얕은위팔동맥이 이를 대신함으로써 형성되는 것으로 추측되었다

박쥐뇌 맨아래구역 뇌실막세포

양영철,조병필,박중철,김지원,송대용,강호석 연세대학교 원주의과대학 1999 원주의대논문집 Vol.12 No.1

사람 태아 척수에서 종말뇌실의 형태학적 연구

강호석,송대용,양영철,김지원,조병필 대한해부학회 2000 Anatomy & Cell Biology Vol.33 No.5