초기계배의 뇌 형성에 관한 세포 생물학적 연구

Cell Biological Studies on Brain Formation at the Early Stage of Chick Embryogenesis

Tryptophan을 계란에 투여하고 배양하였을 때의 초기 계배의 뇌형성에 미치는 영향을 대뇌피질세포의 전자현미경 관찰과 계배두부의 단백질 및 핵산과 serotonin의 정량 그리고 몇가지 기초대사에 관여하는 효소활성을 관찰하였다. 계란에게 tryptophan을 투여하고 $5\\sim10$일간 부란한 계배의 대뇌피질세포 전자현미경으로 관찰한 결과 정상에 비해 크게 손상되었으며 특히 핵막이 불규칙하고 핵응축현상이 심하며, 염색질이 핵막에 응집되어 있고 인이 심하게 분해되었고 핵막이 팽출되어 수포가 많이 생기고 확장된 Golgi체가 많으며 조면소포체가 확장되고 소포화왼 것들도 있었으나 lysosome은 드물게 보였으며 tryptophan 투여로 인한 기형현상이 뚜렷하였다. Tryptophan을 투여한 10일 계배의 DNA 함량은 크게 저하되지는 않았으나 RNA 함량과 단백질 함량 그리고 lactate dehydrogenase, succinate dehydrogenase, malate dehydrogenase, glucose 6-phosphate dehydrogenase와 같은 기초대사에 관여하는 효소들의 활성이 저하된 것으로 보아 tryptophan은 단백질 합성을 저하시킨 것으로 관찰되었다. 한편 10일 계배의 serotonin의 함량은 시험군에서 크게 늘고 있으며 serotonin의 증거가 intracellular yolk granule의 분해를 지연시켜 기형현상이 일어나는지는 분명치 않으나 tryptophan 투여로 인하여 단백질 합성이 저하되고 따라서 효소활성이 저하됨으로서 세포분화에 지장을 초래하는 것으로 생각된다.

The effect of tryptophan on brain formation at the early stage of chick embryo has been investigated morphologically using electron microscope. The electron micrographs of cerebral cortex cells of $5\\sim10$ day old chick embryo, which received 1.0mg of tryptophan showed that the irregularity, evagination and disruption of nuclear membrane and nuclear chromatin condensation, nucleolar chromatin margination and segragation. Hypertrophy of stalks, vesicles, and vacuoles can be seen and dilation and vesiculation of rough endoplamic reticulum and polysome disaggregation occured. Protein and RNA levels and the activity of several enzymes such as lactate dehydrogenase, succinate dehydrogenase, malate dehydrogenase and glucose 6-phosphate dehydrogenase of tryptophan administered group were significantly lower than those of control group suggesting that the tryptophan administration depressed protein biosynthesis resulting in the decrease of enzyme activity. It was found that serotonin content of egg yolk which has been incubated for 10 days were as much as three times that of control egg yolk. It is not clear whether the increase of serotonin content might inhibit intracellular yolk granule degradation which might result in malformation of chick embryo, but it is likely that tryptophan administration might depress protein biosynthesis, consequently, the enzyme biosynthesis would be impaired. This might give rise to improper development of chick embryo.