제브라피쉬 피부조직의 탄력섬유에 대한 연구

Abstract

Elastic fibers of connective tissue, forming a network responsible for the resilient properties, consist of amorphous, electron-lucent core (elastin) and surrounding distinct microfibrillar structures in human. Most people are interested in preventing skin aging. So the synthesis and the development of elastic tissue have attracted the attention of researchers for a long time. The zebrafish, Danio rerio, is a small bony fish that has similar genetic informations and organ systems with human beings. It has many advantages of experimental animal model. It is easy to get, generation time is short as 2 to 3 months, a single female can lay up to 200 eggs per week. Moreover, its embryos are easy to observe because of their transparency during first few days, and all of the important organs are formed by day 3. In this study, we examined zebrafish skin using elastic tissue stain and polymerase chain reaction to confirm the existence of elastic tissue in the zebrafish skin. And we observed the morphologic features of elastic tissue and the degenerative changes of it with age using transmission electron microscope. The results showed that elastic tissue existed as band-like layer beneath the epidermal basement membrane in the zebrafish skin. It consisted of electron-dense homogeneous core material and microfibrills surrounding it and scattered inside. Elastic tissue was prominent and compact at 30 days post-fertilization, but with aging, it started to show small cysts and lacunae, and became fragmented and cracked. In conclusion, zebrafish elastic tissue existed beneath the epidermal basement membrane and showed structural similarities and similar developmental changes with human elastic fiber. Therefore, this study suggests that zebrafish skin can be a useful experimental model for research of elastic tissue.;탄력섬유(elastic fiber)는 가해진 힘에 의해 변형된 피부가 원래의 모습으로 돌아오도록 피부에 탄력성을 제공하는 진피의 구성물로, 성숙한 탄력섬유는 일정한 형태가 없는 단백질인 탄력소(elastin)와 이를 둘러싸는 미세섬유 단백질(microfibrillar protein)로 구성되어 있다. 피부노화의 지연에 대한 관심이 높아지면서 탄력섬유의 발생과 변성에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 제브라피쉬(zebrafish, Danio rerio)는 인간의 유전자 정보와 장기 체계가 유사한 척추동물로, 세대 기간이 2-3개월로 짧고 배아는 출생 첫 수일간 투명하게 관찰되어 체내 장기를 외부에서 관찰할 수 있으며 생후 첫 3일 안에 중요한 기관이 모두 형성되는 장점이 있어 최근 여러 가지 인간 질병의 동물모델로 사용되고 있다. 본 연구에서는 탄력섬유염색과 중합효소 연쇄반응을 통하여 제브라피쉬 피부에 탄력섬유물질의 존재를 확인하고, 전자현미경을 이용하여 이 물질의 형태학적 특성을 관찰하고자 하였으며, 수정 후 24시간 이내, 72시간, 10일, 30일, 3개월, 1년, 2년 이상된 제브라피쉬를 이용하여 노화에 따른 탄력섬유의 변화를 관찰하였다. 연구결과 탄력섬유염색과 중합효소 연쇄반응을 통하여 제브라피쉬 피부에 탄력섬유가 존재함을 확인하였으며, 전자현미경 소견에서 제브라피쉬 피부의 탄력섬유는 표피하부에 하나의 띠 모양의 구조로 관찰되었고 이는 전자치밀한 기질과 그 주변을 둘러싸거나 그 내부에 산재하는 원섬유들로 구성되어 있었다. 또한 제브라피쉬 피부의 탄력섬유는 나이가 듦에 따라 치밀도가 감소하고 소와와 공포를 형성하면서 기질이 갈라지는 것이 관찰되었다. 이상의 결과로 제브라피쉬 피부에서 탄력섬유는 표피하부에 존재하며 인간의 탄력섬유와 유사한 형태를 보이면서, 나이가 듦에 따라 사람에서와 유사한 변화를 보이는 것이 관찰되었으며, 척추동물의 탄력섬유 연구 모델로서 제브라피쉬가 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각한다.