배양된 망막색소상피세포에서 Lipofuscin의 희석과 재축적에 대한 실험적 연구

Abstract

[한글]

노인성 망막변성은 망막색소상피세포와 관련된 질환으로 알려져 있다. 망막색소상피세포의 뚜렷한 노인성 변화중의 하나는 형광성 색소과립인 lipofuscin의 축척이다. 연령의 증가에 따른 lipofuscin의 축적이 망막색소상피세포의 기능적 파괴를 일으키는 것인지 또는 단순히 망막색소상피세포의 노인성 변화를 나타내는 것인지에 대하여 밝혀져 있지 않다. Lipofuscin은 망막색소상피세포에 의해 시세포외절이 탐식된 후 lysosome효소에 의해 완전히 분해되지 않고 일부 남은 것이 세포내에 축적된 것이다.

본 실험에서는 배양된 망막색소상피세포를 이용하여 망막색소상피세포의 lipofuscin축적과 노인성 망막변성의 관련성을 규명하고자 하였다.

배양된 망막색소상피세포에서 세포분열로 인한 lipofuscin의 희석정도를 양적으로 측정하고 lipofuscin으로 재축적된 망막색소상피세포의 생존여부와 세포수의 증가 또는 감소

상태를 관찰하였다. 아울러 lipofuscin의 형광성을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 사람의 적출안에서 분리한 망막색소상피세포는 6각형구조에 가까운 다각형 모양을 하였으며 색소과립으로 매우 진한 갈색으로 관찰되었다. 배양 접시에 48시간내에 부착되었으며 접종 후 2주를 전후하여 세포분열이 시작되었다. 세포내의 색소과립은 계대배양을

계속하면서 희석되어 3차 계대배양에 이르면 세포내의 색소과립을 확인할 수 없을 정도로 희석되었다.

2. 망막색소상피세포는 황금색의 형광성을 가지고 있으며 이는 lipofuscin에 의한 것으로 생각되었다. Lipofuscin의 사출파장은 390㎚로 조사했을 때 500-600㎚로 최고점이 폭넓게 나타났으며 lipofuscin이 단일물질로 구성되어 있지 않음을 나타내었다.

3. 망막색소상피세포는 세포배양이 계속될수록 세포분열과 함께 탈색되어 갔다. 망막색소상피세포의 형광강도가 세포수의 증가에 비례하여 감소하였으며 세포의 탈색은 세포분열에 의해 lipofuscin이 희석된 것으로 생각되었다.

4. 배양된 망막색소상피세포는 lipofuscin을 24시간내에 탐식하여 재침착되며 세포질의 대부분을 차지할 때까지 계속되었다. 망막색소상피세포의 세포분열은 탐식된 lipofuscin의 정도에 관계없이 계속되어 lipofuscin이 적어도 세포생존에는 영향을 미치지 않는 것

으로 생각되었다.

이상의 성적으로 미루어 망막색소상피세포의 lipofuscin은 형광원들이 복합되어 세포내에 존재하며 배양된 망막색소상피세포에서 lipofuscin은 세포수의 증가에 따라 희석될 뿐 세포밖으로의 배출은 없는 것으로 추측되며 lipofuscin의 축적이 그 자체만으로는 망막

색소상피세포에 손상을 초래하지 않는 것으로 생각되는 바이다.

[영문]

Retinal pigment epithelium(RPE) has been implicated in senile macular degeneration. One consistent finding in the aging human RPE is the intracellular accumulation of an autofluorescent lipopigment known as lipofuscin, the "wear and tear" age pigment. Lipofuscin granules represent tertiary lysosomes or residual bodies, the indigestable endproduct of phagocytosis. Whether this progressive accumulation of lipofuscin represents functional cellular decadence or merely the functional activity of a cell remains unresolved.

Lipofuscin was applied to the cell culture technique to clarify the relationship between age related macular degeneration and lipofuscin accumulation in the human RPE. Also the fluorescence of lipofuscin was investigated.

The results obtained in this study are as follows.

1. The initial suspensions of dissociated RPE cells consisted of densely pigmented and hexagonal cells. Rapid cell proliferation and confluency of a culture occured from 2 weeks after seeding. No pigment granule was observed in subcultured

cells of 3rd passage.

2. Lipofuscin, which can be characterized by its autofluorescence showing fluorescent peaks at 500 to 600nm when excited at 390nm, appeared golden yellow when viewed under the fluorescence microscope.

3. When RPE cultures were subcultured the cells gradually depigmented due to a redistribution of pigment granules. quantitative analysis demonstrated that intensity of fluorescence for a certain number of cells reduced proportionally as the cell division proceeded.

4. Cultured human retinal pigment epithelial cells readily ingested lipofuscin isolated from human RPE cells the amount of lipofusin phagocytized by cultured RPE cells were greater than that phagocytized by aged cells. Accumulation and/or saturation of lipofuscin in the RPE cells at least in cell culture did not

neeessarily affect RPE cell survival.

In summarizing the above results, the fluorescence of RPE comes from lipofuscin which consist of RPE comes from lipofuscin which consist of several fluorescent compounds. The depigmentation of cultured human RPE cells seems to be due to cell division and accumulation of lipofuscin in the RPE cells in cells in cell culture does not necessarily affect RPE cell survival.