최근 유전공학의 발달로 리소좀 축적 질환에서 효소 치료제가 개발되어 실제 치료에 사용되고 있다. 현재 효소 보충 치료가 가능한 리소좀 축적 질환에는 고셔병(Gaucher disease), 파브리병(Fabry disease), 폼페병(Pompe disease), 뮤코다당체침착병(Mucopolysaccharidosis, MPS) 1형, 2형, 6형이 있으며 비교적 안전하면서 증상 완화에도 효과적으로 보인다. 그러나 이미 진행이 된 증상에 대해서는 비가역적이므로 조기에 진단을 하여 치료를 시작하는 것이 중요하다. 효소 보충 치료의 장기간에 걸친 치료 효과에 대해서 지속적인 평가가 필요하며 무엇보다 뼈와 중추신경계에 대한 효과는 제한적이므로 이에 대한 새로운 치료법의 개발이 필요하다.
I 세포 질환(뮤코지방증 2형; MIM 252500)과 pseudo-Hurler polydystrophy (뮤코지방증 3형; MIM 252600)는 세포내 비정상적인 리소좀 관련 운송으로 인해 발병한다. 특징적인 소견으로는 섬유아 세포의 세포질에 다수의 봉입체, 뮤코다당뇨의 부재, 혈청 내 리소좀 효소 활성도의 증가, GlcNAc-phosphotransferase 활성도의 감소를 보인다. 이 연구에서는 GlcNAc-phosphotransferase 알파/베타 아형에 대한 knockout 마우스의 표현형과 생화학적 특징을 조사하였다. 또한, 태반으로부터 추출한 리소좀 농축 분획을 knockout 마우스에 투여하였을 때 체중 증가에 대한 효과를 볼 수 있는지에 대해 알아보고자 하였다. knockout 마우스는 뮤코지방증 2형 환자에서 그렇듯이 정상적인 체중 증가를 보이지 않았고 낮은 골밀도를 보였다. 게다가 knockout 마우스의 피부 섬유 아세포의 배양액에서는 리소좀 효소 활성도가 증가한 반면, 세포 내에서는 리소좀 효소 활성도가 감소되어 있는 것을 확인할 수 있었으며 이러한 특징은 뮤코지방증 2형 환자에서 볼 수 있는 특징과 일치한다. knockout 마우스의 꼬리 정맥내로 태반에서 추출한 리소좀 농축 분획을 투여한 결과, 체중이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 반면 생리식염수를 투여한 knockout 마우스의 경우는 체중이 증가하지 않았다. 결론적으로, knockout 마우스의 표현형과 생화학적 특징이 뮤코지방증 2형 환자와 유사하다는 것을 확인하였으며, 리소좀 농축 분획의 치료적 가능성을 증명하였다. 더 큰 범위의 동물 실험을 진행할 필요가 있으나, 이 연구는 질병에 대한 동물 모델을 개발하고 리조솜 농축 분획의 치료적 가능성을 제시하는 것을 통해 현재까지 치료가 불가능한 뮤코지방증 2형의 새로운 치료 방법의 가능성을 열었다고 볼 수 있다.
전자현미경관찰에 의하여 가잠의 식도하신경구에서 휴면요인세포(diapause factor cell)에 어떤 정보를 주는 것으로 생각되는 휴면조절세포(diapause regulator producing cell)를 발견하였다. 휴면조절세포의 과립은 이 세포가 부분적으로 둘러싸고 있는 휴면요인세포의 과립의 직경보다 크며(직경 .2,000∼5,000A), 휴면란을 산란하는 개체의 휴면조절세포에서는 전자밀도가 높은 리소좀이 관찰되었으나, 비휴면란을 산란하는 개체에서는 이것이 관찰되지 않았다. 다수의 세포질과립이 리소좀과 결합되었다가 소형의 과립으로 되어 리소좀으로부터 나오는 것이 발견되었다. 휴면요인세포와 휴면조절세포에 대하여 논하였다.
본 연구는 흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis (Colbe) (Cetoniidae, Coleoptera) 유충의 혈림프에 존재하는 혈구세포들의 형태학적 특성분석을 위하여 수행하였다. 흰점박이꽃무지 유충 혈강 내에는 과립혈구세포, 세포질혈구세포, 편도혈구세포, 구상적혈구세포, 전혈구세포, 지방혈구세포 총 여섯 종류의 혈구세포들이 관찰 되었다. 그 중 과립혈구세포는 핵, 미토콘드리아, 골지체를 포함하여 잘 발달된 세포소기관들이 관찰 되었고 외래물질 침입시 면역학적 식균작용을 수행하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 과립혈구세포의 세포질에는 잘 발달된 리소좀(<$1{\mu}m$ 직경)들이 세포막 주변으로 분포되어 존재하고 있음을 알 수 있었다. 식균된 외래물질은 다양한 크기의 리소좀들과 서로 합쳐지면서 외래물질을 제거하는 것으로 판단된다. 그 외 다섯 종의 혈구세포들은 외래물질 침입시 면역학적 활성화와 관계가 없는 것으로 관찰되었다.
뮤코지방증 2형과 3형은 GlcNAc-1-phosphotransferase 효소의 기능 이상으로 인해 발생하는 상염색체 열성 유전질환이다. GlcNAc-1-phosphotransferase 효소의 기능 이상은 리소좀 효소의 세포 내 이동에 관여하는mannose-6-phosphate와 리소좀 효소간의 결합을 저해하여 리소좀 효소들이 세포 안으로 들어오지 못하게 된다. 리소좀 효소의 부족으로 인해 리소좀 기능 이상 및 뮤코지질의 축적으로 인해 다양한 임상을 보이게 된다. 본 연구는 새롭게 진단된 뮤코지방증 환자의 임상 및 생화학, 분자유전학적 양상을 기술하고 본원에서 치료받은 11명의 뮤코지방증 2, 3형 환자들의 임상 양상을 비교하여 분석하였다. 본 저자들은 17개월에 특징적 얼굴 모양 및 관절 구축을 주소로 내원한 환자에서 효소 검사를 통해 리조솜 효소의 혈장 내 증가를 확인하였으며 GNPTAB 유전자의 직접염기 서열분석을 통해 복합이형접합자 돌연변이 (c.3428 dupA [pAsn1143Lysfs*3], c.673C>T [p.Gln225*])를 발견하였다. 새로 진단된 환자를 포함하여 총 11명의 환자(뮤코지방증 2형: 7명, 3형: 4명)들을 대상으로 임상 양상을 분석하였고 진단 시 나이는 뮤코지방증 2형은 2세 1개월, 3형은 6세 9개월이었으며 진단 시 신장 표준편차지수는 각각 -3.2 (${\pm}1.5$), -1.3 (${\pm}1.1$)였다. 심초음파 결과에서 뮤코지방증 3형 환자들은 심장 판막의 이상만을 보였으나 2형 환자들에서는 비후성 심근증(n=3), 좌심비대(n=1)이 동반되었다. 간비비대(n=4)는 뮤코지방증 2형 환자에서만 확인되었다. 뮤코지방증 2형의 경우, 3명의 환자가 호흡 곤란으로 기관 절개 및 호흡기 보조를 받았으며 2 명의 환자가 호흡기 문제로 사망하였다. Pamidronate 치료는 4명의 뮤코지방증 3형 환자와 4명의 2형 환자에서 시행하고 있으며 유효성 및 안정성에 대한 추가적인 평가가 필요하다.
목적: 뮤코지방증 유형 II와 III은 리소좀 효소인N-acetylglucosaminyl-1-phosphotransferase (UDP-N-acetylglucosamine, GlcNAc-phospho-transferase)의 결손에 의해 초래되며, 상염색체 열성으로 유전되는 질환이다. ${\alpha}/{\beta}/{\gamma}$ subunit로 구성되는 이 효소의 결핍으로 인해 리소좀으로 운반되는 수십 종류의 효소들에 mannose-6-phosphate(M6P)를 부착하는 과정에 장애가 생겨 분해되지 않은 물질이 축적되어 질병이 초래된다. 이 질환에 있어서 산전 진단과 유전 상담을 위해서는 상기 효소의 해당 유전자가 밝혀져 있어야 하나, 현재 이 효소의 ${\gamma}$ subunit를 암호화하는 유전자가 GNPTAG에 해당된다고 밝혀져 있을 뿐 ${\alpha}/{\beta}$ subunit을 암호화하는 GNPTA에 해당하는 유전자는 밝혀져 있지 않고 돌연변이 역시 보고된 적이 없다. 본 연구는 리소좀 효소의 인산화에 관여하는 N-acetylglucosamine-1-phospho-transferase의 결함이 있는 환자의 섬유아세포를 이용하여 리소좀 연관 신규 유전자를 찾아내고, 그 유전자를 대상으로 돌연변이를 규명하고자 하였다. 방법: 이를 위해 5명의 환자와5명의 연령, 성별이 일치하는 정상아의 섬유아세포를 계대 배양하여 이 세포를 이용하여 수행한 subtractive hybridization을 통해 신규 유전자를 탐색하고, 신규 유전자를 대상으로 돌연변이 분석을 수행하였다. 결과: 연구 결과 환자에서 발현이 증가된 유전자 73개와 발현이 감소된 유전자 50개를 밝혀냈다. 분석된 유전자 중에서 MGC4170이환자에서는 발현되지 않으나 정상인에서는 발현됨을 발견하였고, 이 유전자가 아직 밝혀지지 않은 GNPTA로 확인되어 환자를 대상으로 돌연변이 분석을 시행하였다.분석 결과 기존에 돌연변이가 보고되었던 GNPTAG에는 돌연변이가 없었으나, MGC4170에는 7개의 돌연변이가 발견되었다. 본 연구는 GlcNAc-phosphotransferase의 ${\alpha}/{\beta}$ subunit에 해당되는 MGC4170의 최초 돌연변이 보고이다. 결론: 본 연구를 통해 뮤코지방증 II형과 III형에서 발현되는 유전자 군을 파악할 수 있었으며, 동시에 MGC4170 돌연변이를 규명함으로써 이 질환의 병리 기전 연구와 산전 진단에 기여하고자 한다.
흰쥐에서 납 독성에 대한 녹차의 방어효과를 알아보기 위하여 150g 내외의 흰쥐를 대조군, 납 단독투여군, 납-녹차 투여군으로 나누어 4주, 8주간 lead acetate (500 ppm)를 1주에 2번씩 복강 투여하였고, 녹차침수액(3g of tea/100m1 of water)은 식수로 공급하였다. 생화학적 및 형태학적 실험을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. ALP값은 대조군에 비해 실험군 모두 감소하였고, 납-녹차투여군은 납 단독투여군보다 감소가 완화되었다. BUN는 대조군에 비해 실험군 모두 증가하였고, 납 녹차투여군은 납 단독투여군보다 증가가 완화되었다. 2. 신장의 전자현미경적 결과 B-1군은 미세융모, 사립체가 변형되었다. 다수의 리소좀이 관찰되었다. 핵의 모양은 불규칙하게 나타났다. B-2군은 미세융모가 잘 발달되었다. 다수의 사립체와 리소좀이 관찰되었다. rER의 수조는 팽창되고 수가 감소하였고 핵은 정상적으로 관찰되었다. C-1군은 대부분의 미세융모가 탈락, 변성되었고, 다수의 리소좀을 관찰할 수 있었다. 사립체는 감소, 변형되었다. 핵은 함입되어 불규칙하였다. C-2군은 미세융모의 일부가 팽창되거나 변화되었고, 다른 세포소기관들은 B-2군과 비슷한 양상을 나타냈다.
리소즘은 가수분해효소와 같은 각종 효소를 저장하고 있고, 이러한 효소는 지방, 지질 및 단백질에 특이적으로 반응하여 세포내로 들어오는 이들 물질을 분해하는 기능을 담당한다. 또한 리소좀은 여러 가지 Xenobiotics에도 반응하는 것으로 알려지고 있다(Lowe et al., 1995, Shepard and Bradley, 2000), 리소즘막의 손상은 결국 Xenobiotic의 세포내 출입의 조절능을 상실하게 되고, 나아가 ATP-dependent proton pump의 손상을 일으키게 된다(Lowe et al., 1992). (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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