세포외기질(exrtracellular matrix, ECM)에 의한 생쥐 초기 배아의 발생 조절 현상의 기작 규명을 위한 연구의 일환으로 Engelbreth-Holm-Swarm(EHS) mouse sarcoma의 세포외기질로부터 추출한 ECM 복합체인 Matrigel의 성장인자 제거형(GFR-Matrigel)을 생쥐 포배에 처리한 후 mitogen activated protein kinase (MAPK, ERK1/2) 활성 의 변화를 조사하였다. Matrigel 처리 후 10분 이내에 배아의 MAPK 활성이 유의하게 증가하였고, 60분 후에도 유의하게 높은 활성을 유지하였다. 한편 MAPK cascade의 저해제인 PD098059를 전처리한 경우 Matrigel에 의한 MAPK 활성의 증가가 관찰되지 않았다. Matrigel 배양액 내에서 12시간 동안 배양한 포배의 MAPK 활성은 대조군과는 현격한 차이를 보였다. 이러한 결과로부터 ECM에 의한 생쥐초기 배아의 발생 촉진효과 발현기작에는 하위 신호전달 과정의 MAPK 활성화 과정이 관여하는 것으로 사료된다.
성인에서 두경부에 발생하는 배아횡문근육종은 매우 드물다. 저자들은 좌측 비폐색, 동측 안구 및 협부통증과 다발성 경부결절을 주소로 내원한 24세 남자환자에서 발견된 비강내의 배아횡문근육종 1예를 경험하였기에 문헌고찰과 함께 보고한다. 횡문근육종은 소아에서뿐 만 아니라 성인에서도 비강 내 종양의 감별진단에 포함되어야 한다.
포유류 배아의 착상기작을 규명하고자 본 연구에서는 착상시기에 수정된 배아가 착상부위를 어떻게 인식하는 지 그리고 착상부위의 분화유발요인이 무엇인지를 조사하였다. 착상시기(임신 제6일)와 착상후 초기배아 발생기간(임신 제9일)중 혈청내 estradiol (E2)과 Progesterone(P4)의 농도를 측정하였으며, 자궁내막 조직을 착상부위 (antimesome trium)와 비 착상부위(mesometrium)로 분리하여 P4의 수용체 농도를 측정하였다. 혈청내 E2의 농도는 임신 제6일군에서 E2처리군에서 가장 높았으며, 임신 제9일에서는 intact 대조군에서 가장 높고 제9일의 모든 실험군의 농도는 임신 제6일군보다 높았다. 혈청내 P4 농도는 임신 제6일과 9일에서 다같이 대조군에서 가장 높으며 처리군 중에서는 P4처리군에서 높아지고 있다. P4 농도 역시 임신 제9일의 모든 실험군에서 제6일의 실험군보다 높았다. P4수용체 농도는 착상부위가 비 착상부위보다 높으며, 대조군(P < 0.01)과 P처리 군(P < 0.05)에서는 유의한 차이로 비 착상부위보다 높았다. 자궁내막조직 착상을 위한 분화에는 P4의 영향이 크며 P4의 혈청내 농도와 핵의 수용체 농도는 모든 실험군에서 상응하는 관계를 나타내었다. 이 결과는 앞서 일차적으로 발표한 알카리성 phosphatase (ALPase) 활성과도 상응하는 것이다.
Phospholipase C (PLC)는 다양한 세포주에서 세포내 신호전달에 중요한 역할을 한다고 알려져 있으나, 생쥐 난자성숙 과정과 착성전 배아발생 과정에서 PLC의 역할과 발현은 아직 연구된 바 없다. 본 연구에서는 난자성숙과 착상전 배아발생 과정에서 생쥐의 PLC \beta 1과 \gamma 1의 유전자 발현을 조사하기 위하여 한 개의 난자 혹은 배아에서 추출된 total RNA를 사용하여 경쟁적 RT-PCR 방법으로 mRNA를 정량하였다. PLC \gamma 1의 유전자 발현을 조사하기 위하여 한 개의 난자 혹은 배아에서 추출된 total RNA를 사용하여 경쟁적 RT-PCR 방법으로 mRNA를 정량하였다. PLC \gamma 1의 유전자는 전혀 발현하지 않았다. 수정후 PLC \betta 1과 \gamma 1의 유전자 발현은 상실기 배아에서 증가하기 시작하여 포배기 배아에서는 현저히 증가하였다. 난자성숙과 착상전 배아발생 과정에서 protein kinase C(PKC) 신호전달체게에 의한 PLC의 역할을 조사하기 위하여 PKC의 억제제인 sphingosin, PKC의 촉진제인 $diC_{8}$, 그리고 PLC의 억제제인 U73122의 효과를 조사하였다. Spihingosine은 처리후 1시간 이내에 대조군에 비해 20% 정도의 난자성숙을 촉지하였으나 U73122는 유효한 효과를 보이지 않았다. U73122는 상실기 배아의 compaction을 억제하였으나 $diC_{8}$에 의하여 부분적으로 극복되었다. 이상의 결과는 PLC \beta 1과 \gamma 1 유전자가 생쥐의 착상전 발생단계에서 특이젖으로 발현하고 있으며, 난자성숙과 착상전 초기배아에서 PKC-PLC 신호전달체계가 관여하고 있으리라 사료된다.
$Na^{+}$이온 비의존적으로 작동하는 포도당 수송체 (glucose transporter 1, Glut1)는 생쥐 배아의 세포막을 경계로 포도당을 수송하는 주요통로이다. 성장인자 가운데 insulin-like growth factor-I (IGF-I)은 생쥐배아에서 포도당의 유입을 증가시키는 것으로 알려져있으나 이러한 효과가 IGF-I 의한 Glut1의 전사조절 효과에 기인한 것인지는 알려져 있지 않다. 본 연구는 포도당과 IGF-I 생쥐의 착상전 배아 발생과 Glut1 발현에 미치는 영향을 조사함으로써 이들에 의한 배발생 조절기작을 이해하고자 시행하였다. 2-세포기 배아는 배양액내 pyruvate 존재하에 포도당의 유무와 관계없이 포배로 발생하였다. IGF-I은 2-세포기에서 체외 발생한 중기포배내 할구수를 유의하게 증가시켰다. 2-세포기부터 체외발생한 상실배의 Glut1 전사체의 양에는 배양액내 포도당의 유무에 따른 차이가 없었으며, IGF-I은 포도당과 무관하게 Glut1의 발현을 증가시켰다. 이러한 결과에서 상실기 생쥐배아의 경우 단순히 포도당의 결핍에 의해 Glut1의 발현이 전사수준에서 촉진되지 않으며, Glut1 발현의 증가는 IGF-I에 의한 배발생 촉진효과와 관련이 있는 것으로 사료된다.
현탁 배양액에서 생쥐 배아주 세포를 배아체(embryoid body. EB)로 분화시키는 간단한 시험내 모델 체계가 초기 적혈구 분화 분석에 유용한 지의 여부를 조사하였다. 분화중인 배아체로부터 각 혈구계열 세포 유형이 만들어지는 지(분화능)의 여부는 혈도형성, benzidine 염색법 및 2단계 콜로니 분석법을 조사하였고, 발생과 분화시기에 바ㅈ추어 적혈구 표시 유전자들이 발현되는 지(발현능)의 여부는 각 분화시기별 배아체로 부터 추출한 RNA를 RT-PCR 방법으로 조사하였다. 분석 결과, 다른 기존의 복잡한 분화 방법에 의한 것과 마찬가지로 모든 혈구계열 세포 유형이 반복성 있게 유도되었다. 더군다나, 분화중인 배아주 세포에서의 글로빈 유전자 발현 전환은 생쥐 배아에서와 유사하게 진행되었으며, 글로빈 유전자의 발현은 적혈구-특이 전사인자인 GATA-1과 Tal-1보다 적어도 12시간 늦게 활성화되었다. 이와같이 간단한 분화 체계에서도 적혈구 분화과정이 효율적으로 반복성 있게 나타나는 것으로 보아, 간단한 현탁배양에서의 분화는 초기 적혈구 분화과정이 분자적 기작을 분석하는데 유용하게 이용될 수 있으리라 본다.
후두는 호흡기가 시작되는 부위로 후두의 태생학적 연구는 타장기에서와 같이 정상 후두의 해부학적 이해, 후두 기형의 병인의 이해 및 치료에 기초 자료가 된다. 그러나 사람 배아의 후두 발생에 관한 연구는 재료확보가 용이하지 않고 해부학적 난이성으로 매우 드물다. 이에 저자는 사람 배아의 후두 발달을 연구하고자 배령이 확인된 20례의 배아(배령 4 주에서 8 주 까지)의 연속절편에서 광학현미경하에 후두 발달의 형태학적 관찰을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 배령 4 주에 median pharyngeal groove, laryngotracheal sulcus 와 tracheoesophageal septum 이 관찰되었다. 2. 배령 5 주에 hypopharyngeal eminence, epithelial lamina of larynx와 arytenoid swelling이 관찰되었다. 3. 배령 6 주에 hyoid condensation과 tracheoesophagealfistula가 관찰되었다. 4. 배령 7 주에 epiglottis 가 확인되었고 hyoid bone, thyroid lamina 와 cricoid cartilage 의 condensation 및 muscular condensation 이 관찰되었다. 5. 배령 8 주에 laryngeal cartilage의 chondrification과 ventricle이 관찰되었으며, vestibulotracheal canal과 pharyngotracheal canal 의 교통은 관찰되지 않았다.
본 연구에서는 LIF의 첨가가 분리된 할구 유래의 생쥐 배아줄기세포 확립에 미치는 영향을 살펴보았다. 과배란 유도된 BDF1 생쥐로부터 2-세포기의 배아를 회수하여 각기 LIF가 첨가되지 않은 배양액과 1,000, 2,500, 5,000 U/mL의 LIF가 첨가된 배양액에서 포배기 배아까지 배양하였다. 배양된 포배기 배아는 차별화 염색 방법을 이용하여 내세포괴와 영양외배엽의 수를 계수하였다. 2,500 U/mL의 LIF 첨가 시 대조군($21.0{\pm}4.0$ vs. $15.9{\pm}5.0$, P<0.01)과 1,000 U/mL의 LIF를 처리한 군($21.0{\pm}4.0$ vs. $16.6{\pm}4.9$, P<0.05)에 비해서 내세포괴의 수가 유의하게(P<0.05) 증가하였다. 배아줄기세포주 확립 배양액으로는 FBS 대신 20% KSR과 0.01 mg/mL의 ACTH를 사용하였다. 2,500 U/mL의 LIF를 첨가 시 배아줄기세포 확립 효율이 36.7%(11/30)로 가장 높은 효율을 나타내었다. 이러한 배양 조건을 기본으로 하여 2-와 4-세포기 배아의 단일 할구를 분리하여 각기 21.4%(3/14)와 4.0%(1/20)의 효율로 단일 할구 배아줄기세포주를 확립할 수 있었다. 단일 할구로부터 확립된 배아줄기세포주와 이들에서 분화된 배아체는 세포면역학적 염색 방법과 RT-PCR 방법을 통해 그들의 미분화 특성과 삼배엽성 분화 특성을 확인할 수 있었다. 결론적으로 배양액에 LIF를 첨가하여 포배기 배아의 내세포괴 수를 증가시킬 수 있었으며, 분리된 할구의 배아줄기세포주 확립 효율을 향상시킬 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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