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.

국소뇌허혈 후 허혈경계영역에서의 Activating Transcription Factor 3의 발현

송대용(Dae-Yong Song),오경민(Kyoung-Min OH),이지혜(Ji-Hye Lee),우란숙(Ran-Sook Woo),이윤정(Yun-Jeong Lee),한정태(Jung-Tae Han),백태경(Tai-Kyoung Baik) 대한해부학회 2008 Anatomy & Cell Biology Vol.41 No.3

c-Jun이나 fos와 같은 immediate early gene (IEGs)은 여러종류의 세포손상에 대해 즉각적으로 발현하여 손상 받은 신경세포의 운명을 결정함에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려져 있다. IEGs 중 activating transcription factor 3 (ATF3)는 다양한 신경손상에 반응하여 발현되며, 손상된 신경세포의 내∙외적 환경에 따라 신경세포의 생존 혹은 신경세포의 사멸에도 관여할 수 있기 때문에 매우 흥미로운 단백질이다. 그러나 아직까지 뇌허혈손상에서 신경세포내 ATF3의 발현 및 역할에 대한 연구는 매우 드물다. 이에 이 연구는 중간대뇌동맥 폐색-재관류로 야기된 국소적 뇌허혈손상에서 초래되는 신경조직의 형태적 변화와 신경세포에서 일어나는 ATF3 발현의 변화를 조사하기 위하여 시도되었다. 허혈-재관류손상이 야기된 흰쥐의 뇌를 절취한 후 2mm 간격으로 연속 관상절편을 제작하고 triphenyltetrazolium chloride (TTC) 염색을 시행하여 중간대뇌동맥 폐색-재관류에 따른 뇌손상의 범위를 확인하였으며, 허혈중심영역 (ischemic core region) 및 허혈경계영역 (ischemic penumbra region)으로 구분하여 관찰하였다. Haematoxylin 및 eosin 염색결과 양 영역 모두에서 핵농축과 호염기성 신경세포체 변성과 같은 세포사멸을 암시하는 소견을 나타내는 신경세포를 다수 확인할 수 있었으며, 또한 많은 수의 아교세포가 동원된 소견을 제시할 수 있었다. 동원된 아교세포의 종류 를 동정하기 위해 GFAP 및 OX42에 대한 항체를 이용한 면역조직화학염색을 실시한 결과, 활성 별아교세포 및 미세아교세포가 뇌손상부위에 운집되어 있었다. 그리고 ATF3 면역조직화학염색을 실시한 결과, ATF3에 면역양성반응을 보이는 신경세포들은 허혈-재관류에 의한 손상이 야기된 대뇌겉질에서만 관찰되었으며, 대조군으로 사용한 반대측 대뇌겉질에서는 관찰되지 않았다. 특히 ATF3 면역양성세포는 허혈중심영역보다 허혈경계영역에서 더 빈번히 관찰되었다. 허혈중심영역에서의 신경세포사멸은 주로 세포괴사(necrosis)에 의해, 허혈경계영역에서의 세포사멸은 주로 세포자멸사(apoptosis)에 의해 유도된다는 여러 학자들의 보고를 참고하면 이번 연구결과는 ATF3가 허혈에 의해 야기되는 세포자멸사 혹은 세포생존 신호전달과정에 관여하여 세포의 운명을 결정하는 매우 중요한 IEGs 중 하나일 것임을 강력히 시사한다. It has been demonstrated that some of immediate early genes (IEGs) such as c-Jun or fos are induced immediately following neuronal injury and they play an important role in determining the fate of the injured neurons. Of IEGs, the activating transcription factor 3 (ATF3) is focused by many investigators, because they are expressed in various types of neural insults and have been known to serve a diverse function in both neuronal survival and death. However, little is known about the functional role of ATF3 in ischemic brain injury. So in this study, the authors examined the expression pattern of the activating transcription factor 3 (ATF3) following middle cerebral artery (MCA) occlusion-reperfusion injury. According to the findings obtained by triphenyltetrazolium chloride (TTC) stains, the authors have classified the infarcted area into two regions, the ischemic core region and the ischemic penumbra region. In both regions, many neurons underwent neuronal degeneration, characterized by the shrunken nuclei with eosinophilic perikaryon. The H & E stain also demonstrated the increased number of probable activated astrocytes and microglia in the ischemic brain regions and this was confirmed by GFAP- and OX42-immunohistochemistry. Immunohistochemical study for ATF3 also demonstrated the specific upregulation of ATF3 in the nuclei of neurons under ischemic injury, but not in those of the contralateral regions. Interestingly, the number of the ATF3 positive neurons in the ischemic penumbra regions outnumbered that of the ischemic core regions. Based on many reports that the neuronal death in ischemic penumbra region is caused by programed cell death rather than by necrosis which is main cause of neuronal death in ischemic core region, our results could suggest that the ATF3 is an important IEGs which determine the fate of the ischemic neurons.

Case Report of the Bilateral Absence of the Musculocutaneous Nerve Combined with the Unilateral Brachioradial Artery

Dae-Yong Song(송대용),Kyoung-Min Oh(오경민),Ji-Hye Lee(이지혜),Ran-Sook Woo(우란숙),Ha-Nul Yu(유하늘),Tai-Kyoung Baik(백태경) 대한체질인류학회 2009 대한체질인류학회지 Vol.22 No.4

해부학실습 과정 중, 76세 한국인 남성 시신에서 양쪽 팔 모두에서 근육피부신경이 없고, 한쪽 팔에서 위팔노동맥이 형성된 사실을 발견하였다. 겨드랑꼭대기에서 팔신경얼기의 가쪽신경다발이 근육피부신경을 내지 않고 모두 정중신경으로 합쳐졌다. 정상적인 경우 근육피부신경에 의해 지배받는 위팔의 굽힘근들이 정중신경에서 기원한 두 가닥의 신경가지에 의해 지배받았다. 이 중 먼쪽 신경가지는 계속되어 가쪽아래팔피부신경이 되었다. 또한 왼쪽 팔의 노동맥이 위팔동맥의 중간 상분의 일 지점에서 기원하였다. 위팔동맥으로부터 분지되는 지점에서 노동맥은 정중신경의 깊은 곳을 안쪽으로 가로질렀다. 그러나, 팔꿈치 부위에서 노동맥은 다시 정중신경을 앞가쪽으로 가로질러 주행하였다. 팔오금 바로 위에서 노동맥은 위팔동맥과 연결되는 작은 문합가지롤 내었다. 오른팔의 동맥분포는 정상이었다. 근육피부신경의 부재와 위팔노동맥의 변이는 그동안 독립적으로 보고된 바 있다. 그러나 이번 연구에서와 같이 두 변이가 한 시신에서 동시에 발견된 보고는 일찍이 없었다. During the routine gross anatomical dissection, bilateral absence of the musculocutaneous nerve and unilateral brachioradial artery were found in a 76-year-old Korean male cadaver. At the apex of the axilla, the lateral cord of the brachial plexus united into the median nerve without branching off the musculocutaneous nerve. The flexor arm musculatures, normally innervated by the musculocutaneous nerve, were innervated by two separate branches from the median nerve. The distal one continued as the lateral antebrachial cutaneous nerve. In addition, the radial artery of the left arm was originated from the middle one-third of the brachial artery. At bifurcation, it lay deep to the median nerve and crossed it medially. However, at the elbow, it crossed again the median nerve anterolaterally. Just above the cubital fossa, it anastomosed with the brachial artery. The arterial distribution of the right arm was normal. The separate reports which described the absence of the musculocutaneous nerve or brachioradial artery have been reported. However, this combined variation has not been documented until now.

신경과학 교육용 사람 신경조직 디지털슬라이드 및 뇌지도 제작 Ⅰ (척수 및 뇌줄기)

송대용(Dae-Yong Song),오상필(Sang-Pil OH),이지혜(Ji-Hye Lee),유하늘(Ha-Nul Yu),우란숙(Ran-Sook Woo),이문용(Mun-Yong Lee),백태경(Tai-Kyoung Baik) 대한체질인류학회 2010 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.23 No.4

사람의 척수 및 뇌줄기 조직표본을 이용하여 디지털 슬라이드를 제작하고 이를 이용한 뇌지도를 개발하여 신경과학을 공부하는 의학도 및 연구자들에게 신경과학 학습 자료를 제공하고자 이 연구를 수행하였다. 연구용 장기사용에 동의한 시신 기증자 중 사후 24시간 이내에 이송된 시신으로부터 뇌와 척수를 적출하고 중성완충포르말린으로 고정하였다. 척수의 8부위 즉, 목상부(upper cervical level), 목팽대부(cervical enlargement), 가슴상부부(upper thoracic level), 가슴중간부(mid thoracic level), 가슴하부(lower thoracic level), 허리상부(upper lumbar level), 허리팽대부(lumbar enlargement level), 엉치부(sacral level), 뇌줄기의 14부위 즉, 척수숨뇌연접부(spinomedullary junction), 피라밋교차 중간부(middle of pyramidal decussation), 안쪽섬유띠교차부(medial lemniscus decussation), 빗장부(obex level), 올리브핵중간부(mid-olivary level), 숨뇌상부(upper medulla level), 숨뇌다리뇌연접부(pontomedullary junction), 다리뇌하부(lower pons), 다리뇌중간부(mid pons), 다리뇌상부(upper pons), 마름뇌잘룩부(isthmus rhombencephali), 중간뇌(midbrain)의 아래둔덕부(inferior colliculus level), 중간뇌의 위둔덕부(superior colliculus level), 중간뇌의 뒤맞교차부(posterior commissure level)에 대한 파라핀블럭을 만들고 박절하여 조직표본을 제작하고 Luxol Fast Blue 및 Cresyl Violet (LFB-CV) 이중염색을 실시하였다. 염색된 조직표본을 시간과 공간에 제약을 받지 않고 신경해부학 학습에 이용할 수 있게 하기 위하여 Virtual Microscope software program을 이용하여 디지털 신경조직 슬라이드를 제작하였다. 또한 제작된 조직 사진을 바탕으로 신경조직의 외형 및 기능적 영역을 도식화하고, 각 구조에 적절한 한글용어와 영문용어를 삽입하여 뇌지도를 제작하였다. 연구자들의 결과물이 전국 의과대학의 의학도 및 의료관련 학과 학생들의 신경과학 교육, 그리고 임상분야에서 관련분야 수련의의 재교육 및 신경과학 관련 모든 연구자들에게 교육 자료로 활용될 수 있기를 기대한다. In order to present the optimal neuroscience tutorial material for medical students and researchers, this study is aimed to make neuro-digital slide and neuro-atlas based on the histological specimens of human spinal cord and brain stem. Cadavers which had agreed for organ donation for research purpose were used in this study. Brains and spinal cords were extracted within 24 hours after death, and then fixed with 10% neutral buffered formalin. Paraffin blocks were made with the following regions; 8 regions from the spinal cord (the levels of the upper cervical segment, the cervical enlargement, the upper thoracic segment, the mid thoracic segment, the lower thoracic segment, the upper lumbar segment, the lumbar enlargement, the sacral segment), 14 regions from the brain stem (the levels of the spinomedullary junction, the pyramidal decussation, the medial lemniscus decussation, the obex, the mid-olivary medulla, the upper medulla, the pontomedullary junction, the lower pons, the mid pons, the upper pons, the isthmus rhombencephali, the inferior colliculus, the superior colliculus, the posterior commissure). Using virtual microscope software, we made digital neuro-slides which can be used anywhere and anytime regardless of equipment of microscope. To help understanding anatomy and functions of nervous tissue, we also made neuro-atlas based on the digital slide images. As results, the outline and detailed structures of nuclei and tracts are easily discriminated and also matched with marks and nomenclatures of neuro-atlas. Moreover, the cytoarchitecture of each nucleus and histological features can be well distinguished. We hope that this product would be used as a useful neuroscience tutorial material for the medical and paramedical school students, clinical trainees like interns and residents, and also neuroscience researchers.

쥐의 말초신경손상모델로서의 궁둥신경절단모델과 L5 척수신경절단모델의 비교연구

송대용(Dae- Yong Song),이지혜(Ji-Hye Lee),유하늘(Ha-Nul Yu),박채리(Chae-Ri Park),우란숙(Ran-Soak Woo),홍성엽(Sung- Yaup Hong),전영희(Young-Hee Cheon),구형남(Hyung-Nam Goo),백태경(Tai-Kyoung Baik) 대한체질인류학회 2012 해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol) Vol.25 No.1

연구자들은 L5 척수신경만을 선택적으로 절단하고 L5 척수분절을 다른 척수 부위와 구별하여 연구함으로써 기존의 궁둥신경절단 모델의 단점을 보완할 수 있는 새로운 말초신경절단 모델을 제안하고자 이 연구를 수행하였다. 300?350g Sprague Dawley계 흰쥐를 이용하여 4개의 실험군으로 나누어 연구하였다. 1. 궁둥신경 절단군: 궁둥신경이 온종아리신경과 정강신경으로 나눠지는 오금부위에서 궁둥신경을 절단한 군. 2. L5 절단군: L5 척수신경이 L5 척수사이구멍을 통과하여 출현하는 부위에서 L5 척수신경만을 선택적으로 절단한 군. 3. 접합군: L5 척수신경 절단 후 바로 봉합한 군. 4. 대조군: 시술 과정은 동일하게 수행하였으나 신경에 손상을 가하지 않은 군. 그리고 일부 실험동물의 경우에는 L5 척수분절을 확인하기 위하여 L5 척수신경을 절단한 후 FluoroGold를 주입하였다. L4와 L6의 척수신경뿌리를 기준으로 L4~L6 척수분절을 절단하고,40 ㎛의 두께로 관상절편을 제작한 결과 평균 180개 정도의 조직절편을 얻을 수 있었다. 이 중, 약 50개의 절편에서 FluoroGold에 양성반응을 보이는 척 수운동신경세포가 관찰되어 L5 척수분절범위는 50개의 절편, 즉 2mm로 하였다. L5 척수분절은 Cresyl violet 염색에서도 형태적으로 L4 및 L6 척수분절과 구별할 수 있었다. 시술 2주 및 4주 후에 동물을 희생하여 L5 척수 운동경세포의 수를 계수한 결과, 대조군과 비교하여 L5 절단군에서 약 8%의 신경세포 수 감소가 확인되었다. 접합군과 궁둥신경 절단군은 대조군과 비교하여 유의할 만한 변화를 보이지 않았다. 본 연구를 통해 제시한 L5 척수신경절단 모델은 L5 척수운동신경세포에서 기원하는 거의 대부분의 축삭을 절단하고, L5 척수분절에만 국한하여 연구를 수행한다는 점에서 기존의 궁둥신경절단 모델을 기반으로 한 연구 방법에 비해 매우 신뢰도가 높은 연구방법이라 제안하는 바이다. The aim of this study was to propose new more reliable peripheral nerve transection model to overcome the defect of the traditional sciatic axotomy model by specifically transecting L5 spinal nerve just after emerging from the intervertebral foramen and confining analysis area to the L5 spinal segment. The adult male Sprague-Dawley rats, weighing 300?350 g at the time of surgery, were used for the experiments. Four different experimental groups were used. 1. Sciatic nerve transection (Sc-Tx) group: transect the sciatic nerve in the popliteal fossa where it divided into the common peroneal nerve and tibial nerve. 2. L5 spinal nerve transection (L5-Tx) group: L5 spinal nerve was specifically transected. 3. Suture (Su) group: L5 spinal nerve was transected and immediately sutured. 4. Control group: the same surgical procedure with L5 spinal nerve transection group was performed except for the excision of L5 spinal nerve. To distinguish L5 motoneurons from the other level ones, the animals were received the retrograde tracer, FluoroGold into the axotomized proximal nerve stump. Serial coronal frozen sections at 40 ㎛ thick through the L4 to L6 spinal segment was performed and the resultant total number of sections was about 180. Approximate serial 50 sections (approximately 2 mm) could be considered as the L5 segment based on the number of the fluorescent signals (above 20). L5 spinal segment could be differentiated from L4 and L6 segment based on their morphological characteristics under Cresyl violet stain. In L5-Tx group, at 2 and 4 weeks post-transection, the number of L5 spinal motoneurons was reduced by 8%. Meanwhile, Sc-Tx and Su groups showed no statistically notable changes. In this study, the authors could propose more reliable peripheral nerve axotomy model than the conventional sciatic nerve axotomy model by specifically transecting L5 spinal nerve and confining the investigating area within the L5 spinal segment.

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.

인도네시아와 태국의 Bandicota indica 폐장조직에서 분리된 한타바이러스의 분자생물학적 특징

주용규(Yong Kyu Chu),Long Zhu Cui,송대용(Dae Yong Song),우영대(Young Dae Woo),Praseno,Katrin Leitmeyer,이호왕(Ho Wang Lee) 대한바이러스학회 2000 Journal of Bacteriology and Virology Vol.30 No.3

한탄바이러스 호왕주의 L 유전자 절편의 염기서열

주용규(Yong Gyu Joo),송대용(Dae Yong Song),구형모(Hyung Mo Goo),이호왕(Ho Wang Lee) 대한바이러스학회 1999 Journal of Bacteriology and Virology Vol.29 No.3

Hantaan virus (HTNV), the etiologic agent of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS), belongs to the genus Hantavirus, and has three single negative stranded RNA genome segments. HTNV strain Howang isolated from the blood of severe case of Korean HFRS is more virulent than HTNV 76/118 and the M and S genome segments' nucleotide sequence of Howang strain showed 93.5% and 94% homology to each segment of HTNV 76/118. We have obtained 6533 nucleotides long sequence of the L genome segment of Howang strain using reverse transcriptase in conjunction with PCR amplification and compared to other hantaviruses. The messenger sense of the L segment contains one long single long open reading frame of 2151 amino acids, which encodes a deduced RNA dependent RNA polymerase of 246.4 kDa caculated molecular weight protein. The nucleotide sequence of the L segment of Howang strain shows 93%, 74%, 66%, 65% homology to HTNV 76/118, Seoul virus 80/39, Puumala virus hallnas B1 and Sin Nombre virus, respectively. The amino acid sequence of the L segment of Howang strain shows 99%, 85%, 68%, 68% homology to HTNV 76/118, Seoul virus 80/39, Puumala virus Hallnas B1 and Sin Nombre virus, respectively.

안쪽앞뇌다발 절단 후 흑색질과 손상부에서 일어나는 미세아교세포의 차별적 활성화

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

안쪽앞뇌다발(medial forebrain bundle)은 줄무늬체로 상행하는 흑색질 도파민신경세포의 축삭을 통과시키는데, 저자들은 이를 절단하면 흑색질 도파민신경세포의 세포자멸사(apoptosis)가 유도된다는 것을 보고한 바 있다. 반면에 축삭이 절단된 손상부에서는 뇌조직의 기계적 손상으로 말미암아 세포괴사(necrosis)가 일어난다. 저자들은 쥐의 안쪽앞뇌다발을 절단한 다음 상이한 세포사의 양상을 보이는 중간뇌 흑색질과 축삭 손상부에서 활성화된 미세아교세포의 형태학적, 면역학적 표현형의 변화를 밝힘으로써 상이한 세포사에 반응하는 미세아교세포의 병리역학적 동태를 알아보고자 하였다. 미세아교세포에 대한 일차항체로는 OX42 (mouse anti-rat CD 11b; 범미세아교세포 표식자), ED1 (mouse anti-rat lysosomal enzyme; 포식작용 표식자) 및 OX6 (mouse anti-rat MHC II)를, 큰포식세포에 대한 일차항체로는 ED2 (mouse anti-rat macrophage)를 사용하였고, 도파민신경세포는 anti-tyrosine hydroxylase (TH) antibody로 표지하였다. 흑색질에서 안쪽앞뇌다발 절단 1일 후에 OX42에 강한 양성반응을 보이는 활성화된 미세아교세포가 상당히 다수 관찰되었으나 극소수의 미세아교세포만이 ED1에 양성반응을 나타내었고 OX6에 양성반응을 보이는 미세아교세포는 관찰되지 않았다. 이러한 현상은 미세아교세포 활성화의 첫 단계인 경보상태를 나타내는 것이라 생각되었다. ED1 양성반응세포는 절단 1일 후부터, OX6 양성반응세포는 3일 후부터 관찰되기 시작하여 미세아교세포의 포식작용이 MHC II의 발현에 앞서는 것으로 추측되었다. 절단 7~14일 후에는 OX42, ED1 및 OX6에 모두 강한 양성반응을 보이는 활성화된 미세아교세포가 크게 증가하였고, 이들은 흑색질 TH 면역반응성 신경세포의 가지돌기와 세포체의 여러 부위에 특이적으로 밀접하게 부착하였다. 흑색질의 포식성 미세아교세포는 세포체가 커지고 세포질돌기가 짧고 굵어지지만 분지형을 유지하였다. 손상부에서는 절단 1일 후에 강한 OX42 및 ED1 면역반응성을 나타내는 미세아교세포가 다수 출현하였다. 이것으로 보아 손상부에서 미세아교세포의 포식작용이 보다 신속하게 진행되고 있음을 알 수 있었다. 손상부의 OX42 면역반응성 미세아교세포는 ED2에 음성반응을 보였고 형태는 절단 후 1일부터 이미 아메바형을 나타내었다. 절단 3일 후에는 이 아메바형 미세아교세포의 크기가 매우 커졌으며 5~7일 후부터는 이들이 서로 융합하는 양상을 보였다. 절단 14일 후에는 세포괴사 지역 전체가 형태가 불분명하고 강한 OX42 및 ED1 면역반응성을 보이는 미세아교세포로 완전히 채워져 있었다. 그러나 손상부의 괴사지역 내에 집결한 아메바형 미세아교세포는 일부를 제외하면 대다수가 OX6에 음성반응을 나타내었다. 이러한 결과는 세포자멸사성 신경변성에 반응하는 활성화된 미세아교세포는 면역학적 표현형과 형태학적인 측면에서 보아 세포괴사성 기계적 손상에 반응하는 미세아교세포와 상이한 병리역학적 특징을 보인다는 것을 명확히 보여준다. Medial forebrain bundle (MFB) transmits the nigrostriatal dopaminergic (DA) axons, and previously we reported that transection of the MFB causes apotosis-like neurodegeneration of nigral DA neurons. On the other hand, it is likely to occur necrosis at the lesioned site where MFB is cut, due to direct mechanical transection of the brain tissue. To clarify the pathological dynamics of microglia reacting to the two different types of neuronal cell death, immunophenotypic and morphological features of microglia were compared and analyzed in the substantia nigra (SN) and lesioned site of the MFB axotomized rat brain. OX42 (mouse anti-rat CD 11b; pan-microglia marker), ED1 (mouse anti-rat lysosomal enzyme; phagocytic marker), and OX6 (mouse anti-rat MHC II) were used as primary antibodies for immunohistochemical localization of microglia, ED2 (mouse anti-rat macrophage) for macrophages, and anti-tyrosine hydroxylase (TH) antibody for DA neurons. Quite numerous activated microglia with strong OX42 immunoreactivity were found in the SN at 1 day post-lesion (dpl), but most of them were ED1- and OX6-negative except only a few which were ED1-positive. This phenomenon was thought to be related with the stage of alert, the first step of microglial activation. It could be presumed that microglial phagocytosis may precede MHC II expression, because ED1-positive microglia appeared from 1 dpl while OX6-positive ones from 3 dpl. Number of activated microglia showing strong ED1, OX6 and OX42 immunoreactivity increased significantly by 7~14 dpl, and they specifically stick to various parts of dendrites and somas of TH-immunoreactive neurons of the SN. The phagocytic microglia of the SN maintained ramified form although they retained enlarged soma and shortened, thickened processes. The lesioned site was surrounded by numerous microglia showing strong OX42 and ED1 immunoreactivity as early as 1 dpl, indicating that microglial phagocytosis starts earlier in the lesioned site than in the SN. OX42-positive microglia of the lesioned site were ED2-negative, and showed amoeboid morphology already from 1 dpl. The amoeboid microglia became to be enlarged in their soma size by 3 dpl, and fused each other to form clumps within the necrotic zone by 5~7 dpl. The entire necrotic zone was completely filled with microglia of obscure outline with strong OX42 and ED1 immunoreactivity. However, the majority of amoeboid microglia of the lesioned site were OX6-negative except a few. These results clearly demonstrate that activated microglia reacting to apoptotic neurodegeneration show different pathodynamic characteristics in terms of immunological phenotypes and morphology from those reacting to necrotic, mechanical lesion.

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.