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3차원 공동배양 모델에서 만성 저산소증이 별아교세포와 RBE4세포에 미치는 영향
반성배(Seong Bae Ban),권기량(Gi Ryang Kweon),김현(Hyun Kim) 대한해부학회 2007 Anatomy & Cell Biology Vol.40 No.2
뇌혈관장벽(Blood-brain barrier)은 뇌의 미세혈관의 내피세포와 별아교세포의 세포돌기(astrocytic process)에 의해 형성되는 선택적인 장벽으로서 중추 신경의 미세환경을 조절하여 신경세포의 기능을 유지하는데 매우 중요한 기능을 한다. 뇌혈관장벽을 형성하는 혈관내피세포와 별아교세포와의 상호 작용과 만성 저산소 환경에서의 반응을 증명하고자 본 연구를 시행하였다. 본 실험을 위하여 일차 배양된 별아교세포와 RBE4 세포를 사용하여 3차원 collagen gel 배양 및 3차원 transwell model을 구성하였다. 이 세포들을 confocal microscope으로 관찰하였고, western blotting study를 이용하여 별아교세포의 증식과 분화를 확인하였다. 3차원 collagen gel을 6일 동안 배양한 결과, 별아교세포의 세포돌기는 RBE4 세포로 길게 뻗어 있었다. Transwell model에서 별아교세포와 RBE4 세포를 공동 배양한 경우나 만성 저산소 환경에서 배양한 경우, 별아교세포의 분화와 증식이 뚜렷하게 증가하였다. 또한 transwell model에서 별아교세포와 RBE4 세포를 공동 배양한 경우나 만성 저산소 환경에서 배양한 경우 별아교세포의 세포돌기의 수가 증가하였으며, RBE4 세포로 유인되었다. 본 실험은 RBE4 세포가 별아교세포를 유도하여 뇌혈관장벽의 형성을 증가시킨다는 것을 제시하였으며, 3차원 collagen gel model이나 transwell model에서 만성 저산소 환경이 이러한 반응을 더욱 촉진시킨다는 연구 결과는 뇌혈관장벽에 대한 연구뿐만 아니라 세포돌기의 변화를 관찰하는 여러 연구에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다. Chronic sublethal hypoxia induces brain adaptations associated with changes in neurovascular behavior. Changes to the neurovasculature also influence the formation of the brain-blood barrier (BBB). In this study, I investigated the influence of chronic sublethal hypoxia on astrocytes, using the coculture transwell model of primary cultured astrocytes and RBE4 (brain endothelial) cells. Using a 3D collagen gel model, cytoplasmic processes of astrocytes extended to clumps of endothelial cells. The numbers of astrocytes increased in cocultured and chronic hypoxic environments in the transwell model. Western blotting showed increased production of glial fibrillar acidic protein (GFAP) and proliferating cellular nuclear antigen (PCNA) in chronic hypoxia. I also confirmed the influence of hypoxia on the behavior of astrocytes in this model, using confocal microscopy. The numbers of cytoplasmic processes of astrocytes within the membrane increased in z sections. These data support the idea that chronic hypoxia might induce alterations in the formation of the BBB as part of the adaptation of the brain to chronic hypoxia. These transwell and 3D collagen gel models will probably be useful for functional as well as morphological experiments.
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