성장기 흰쥐의 각막상피에서 EGFR과 PCNA발현에 대한 면역조직화학적 및 전자현미경적 연구

Abstract

각막상피는 외부환경으로부터 눈을 보호하는 일차 방어막의 기능을 담당하므로 지속적인 세포교체를 통하여 항상성이 유지되어야만 한다. 대부분의 중층편평상피(stratified squamous epithelium)에서는 상피 전체의 기저세포가 간세포(stem cell)로 작용한다고 알려져 있으나, 각막상피에서의 간세포 위치에 관하여는 아직까지 논란이 있다. EGF(epidermal growth factor)는 상피세포에 작용하는 매우 강력한 유사분열물질(mitogen)이다. 따라서, EGFR(EGF-receptor)의 존재는 그 세포가 EGF의 표적세포, 즉 간세포임을 간접적으로 암시한다. 한편 PCNA(proliferating cell nuclear antigen)는 DNA합성단계의 세포에서 발현되는 핵단백질이며 간세포 위치의 평가지표가 될 수 있다. 본 실험에서는 성장기 흰쥐의 각막상피에서 면역조직화학염색법을 이용하여 EGFR과 PCNA의 발현을 관찰하고, 광학현미경 및 전자현미경 검사로 각막상피세포의 분열양상 및 기저세포의 형태 변화를 관찰하여 각막상피 간세포의 존재를 형태학적으로 규명하고자 하였다. 연구결과는 다음과 같다. 1. 각막상피의 두께 및 상피층의 수는 생후 10일에서 15일에 현저히 증가되었으며, 기저세포는 출생초기에는 편평세포의 형태를 하였으나, 연령 증가에 따라 점차 난원형을 거쳐 원형으로 변화되었다. 중심부 각막의 기저세포들은 생후 20일 이후에 원주세포의 형태로 변화되었으나, 각막 윤부(limbus)에서는 난원형 또는 원형의 형태를 유지하였다. 2. EGFR 및 PCNA는 출생 초기에 매우 약하게 발현되었으며, 생후 10일 이후는 중심부와 각막 윤부에서 강한 면역반응을 나타내었다. 그러나, 중심부의 면역 반응은 모든 연령군에서 윤부에 비해 약하게 나타났으며, 성숙 흰쥐에서는 윤부의 기저세포에서만 면역반응이 관찰되었다. 3. 윤부 기저세포의 전자현미경 관찰에서는 생후 10일에 세포소기관이 매우 증가되었으며, 이와 더불어 세포간극(intercellular space)의 현저한 증가와 기저세포의 특징적 방향성을 관찰할 수 있었다. 한편, 성숙 흰쥐에서도 성장기와 유사하게 활동성이 강한 세포의 소견이 유지되었다. 이상의 결과에서, EGFR과 PCNA가 생후 10일부터 강하게 발현되는 것은 흰쥐의 개안시기에 나타나는 각막상피층의 급격한 증가와 관련되며, 이 시기에 세포간극이 현저하게 넓어지는 전자현미경 소견은, 이 시기의 급격한 상피층 증가에 따른 세포 이동을 암시한다. 한편, 성숙 흰쥐 윤부의 기저세포에서만 EGFR과 PCNA가 발현되고 전자현미경상에서 활동성이 강한 젊은 세포(young cell)의 소견을 보이므로 각막 윤부의 기저세포가 간세포 역할을 한다고 생각된다. ; Despite the importance of epithelial stem cell in tissue homeostasis, little is known about their specific location or biologic characteristics in the corneal epithelium. We have investigated where the stem cells located in the corneal epithelium by using immunohistochemistry for EGFR and PCNA and electron microscopic study. EGFR and PCNA immunoreactivities were observed in the basal epithelial layer in the entire cornea from postnatal day 10, when increased stratification of epithelium was also observed. But in adult, immunoreactive cells were found only in the limbal basal cells. And the basal cells in limbal epithelium maintained their ovoid or round shape even in adult. The basal cells of the limbus had euchromatic nuclei and rich cytoplasmic organelles, compatible with stem cells. Wide intercellular space and polarity of basal cells at postnatal 10 days seems to be associated with cellular migration for increased stratification of epithelium. These results suggest that stem cells are located in the basal layer of the entire corneal epithelium during development. But it seems that as the corneal epithelium matures, these cells are sequestered in the limbus.