삼차원적 배양법을 이용한 인공 결막 상피조직모델

Abstract

결막은 외부로부터 안구의 내부 구조물들을 보호하는 가장 전면에 위치한 구조물로서 각질화하지 않는 중층상피이다. 과거 결막 상피에 관한 연구는 실험동물을 이용하거나 배양액 속에서 배양된 결막 상피세포를 이용하여 시행되어 왔으나 여기서 얻어진 결과를 인체 결막 상피조직을 이용하였을 때의 결과에 바로 응용하는 데는 제약이 따른다. 이 연구에서는 인체 결막상피조직과 보다 유사한 인공 결막 모델을 만들기 위하여 인체 결막 상피세포를 표피가 제거된 죽은 진피 위에서 삼차원적으로 배양하여 형태학적 관찰 및 면역조직화학염색, 전자현미경 검색을 시행하고 이를 정상 인체 결막조직 및 삼차원적으로 배양하여 만든 인공 안검 피부 모델과 비교하였다. 인공 결막 모델에서는 형태학적으로 정상 인체 결막의 상피조직과 유사하게 각질화하지 않는 중층상피가 형성되었다. 인공 결막 모델의 전자현미경 검색에서는 인체 결막 상피조직에서와 유사하게 상피세포 내에 케라틴 필라멘트가 관찰되었고 상피세포들 사이에 교소체가 관찰되었으며 가장 상부에 위치한 상피세포에서는 인체 결막 상피조직과 유사하게 미세융모가 관찰되었다. 상피조직과 간질의 경계 부위인 기저막대에는 투명판과 그 아래의 치밀판이 관찰되어 기저막대 미세구조상 인체 결막과 매우 유사하였다. 인공 결막 모델에서는 인체 결막의 상피조직에 존재하는 케라틴 13을 발현하고, 케라틴 10을 발현하지 않아 인체 결막의 상피조직과 발현양상이 매우 흡사하였다. 한편 인공 안검 피부 모델에서는 인체 안검 피부의 상피조직과 비슷하게 각질층을 가진 중층상피가 형성되었고, 케라틴 10을 발현하였다. 이 연구의 결과 인공 결막 모델은 정상 인체 결막의 상피조직과 유사한 형태학적 성상을 나타냄을 알 수 있었다. 따라서 이러한 인공 결막 모델은 장차 결막 상피조직에 관한 연구에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. ;Conjunctiva is composed of a nonkeratinizing stratified epithelium. In the past, experimental animals or monolayer cell culture systems were used for the study of conjunctival epithelium. Recently, there has been an increasing need for the development of in vitro models capable of substituting for animals. The purpose of this study is to reconstruct a cultured conjunctival equivalent in the three dimensional culture systems, closely resembling normal conjunctival epithelium. Human conjunctival epithelial cells were cultured on dead de-epidermized dermis in the air-exposed state. After 2 weeks culture, the sections were stained with hematoxylin and eosin. An immunohistochemical and electron microscopic studies were performed. The results were compared with those of normal conjunctiva and cultured eyelid skin equivalent. In the cultured conjunctival equivalent, nonkeratinizing stratified epithelium was formed similarly to normal conjuntival epithelium. Also, keratin 13 was expressed, but keratin 10 was not expressed in the cultured conjunctival equivalent, similarly to normal conjuntival epithelium. However, in the cultured eyelid skin equivalent, keratinizing stratified epithelium was formed. Also, keratin 10 was expressed, but keratin 13 was not expressed, contrary to those of the cultured conjunctival equivalent. In the cultured conjunctival equivalent, ultrastructurally, keratin intermediate filaments and desmosomes were found. In addition, microvilli were seen in uppermost epithelial cells. These findings show that the cultured conjunctival equivalent resembles normal conjunctival epithelium morphologically, biochemically and ultrastructurally, suggesting that the cultured conjunctival equivalent may have a great potential in the study of conjunctival epithelium.