가토피부이식에 대한 영역 임파절의 반응 : 특히 계측 및 형태학적 연구

Abstract

[한글]

근자에 와서 획기적인 의학발달의 한 분야는 조직, 혹은 장기이식의 성공이라 하겠다.

이 성공은 주로 면역학의 급진적인 발전에 의한 것이며, 조직이식 성공여부는 면역반응 조절여부에 걸려 있다는 사실이 명백해졌다. 조직이식 거부현상이 면역반응에 의한 것이라는 사실은 이미 Born(1897), Jensen(1903), Medawar(1944), Mitchinson(1954) 및 Billingham등(1956)에 의해 밝혀졌으며 이들은 일련의 실험을 통해 조직이식 거부반응에 있어 임파조직계가 중추적인 역할을 할 것이라는 것을 인식케 되었다.

Gallon등 (1952)은 피부이식후 영역임파절의 반응을 관찰한바 영역임파절의 pyronine양성 세포의 증가를 나타내었으나 원격임파절에는 특별한 변화가 없었다고 하였다. 그러나 Andre등 (1962)은 가토에서 1차 및 2차성 동종피부이식을 한후 영역 및 원격임파조직의 반응을 관찰한바 1차성 동종피부 이식후에는 먼저 hemocytoblast의 증식, 여포의 증대 및 정상임파절 구조의 변형을 초래하였으나 형질세포의 반응은 뚜럿하지 않았다고 하였으며 2차성 동종피부이식 반응에 있어서는 이러한 변화가 보다 빨리 또 현저하게 나타났고 이와같은 임파조직의 반응은 먼저 영역임파절에서 나타났으나 시일이 경과함에 따라 원격임파조직 및 비장에서도 관찰되었으며 조직이식에 대한 임파절의 반응은 결국 전신성 반응

형태를 취하였다고 하였다.

최근 임파절의 구조를 기능과 결부시키려는 연구가 활발히 진행되고 있으며 Cottier등(1972)은 임파절의 구조 및 형태학적 변화를 기능적인 면에서 보고하는 체계를 제시한 바 있으며 Anderson등(1974)은 임파절의 모세순환에 대한 자세한 연구를 하였다.

본 연구는 위의 이런 연구보고들을 토대로 하여 자가 및 동종피부이식에 있어서 영역임파절의 형태조직학적 변화를 기능층별로 조사하고자 가토에 비특이성자극, 자가피부이식, 1차 및 2차성 동종피부이식을 한다음 일정한 시일을 두고 관찰하였다.

실험재료 및 방법

실험 동물로는 체중 1.5-2.0kg의 가토 78마리를 성의 구별없이 사용하였으며 다음과 같이 4군을 나누어 실험을 실시하였다.

제Ⅰ군: 무처치 대조군………………………………………………… 6마리

제Ⅱ군: Xylene피하주사군………………………………………………18마리

제Ⅲ군: 자가피부이식군…………………………………………………18마리

제Ⅳ군: 1차성 동종피부이식군…………………………………………18마리

제Ⅴ군: 2차성 동종피부이식군…………………………………………15마리

제Ⅰ군은 무처치 대조군이며 제Ⅱ군은 비특이성 자극에 대한 반응을 보기 위하여 xylene 0.1ml을 좌측 이개의 배부에 일회 피하주사 하였으며, 제Ⅲ군은 자가피부이식군으로서 각 동물의 배부에서 2x2cm 크기의 정사각형 피부절편을 전층(full thickness)으로 절취하

여 좌측이개 배부에 같은 크기의 피부를 절제한후 이식하였다. 제Ⅳ군은 동종피부이시군(allograft)으로서 모발색이 서로 다른 두 마리의 실험동물을 짝지워 좌측 이개의 배부피부를 2x2cm크기로 전층을 절취하여 서로 교환 이식하였다.

제Ⅴ군은 2차성 동종피부이식군으로서 상기한 바와 같은 크기의 피부절편을 최초이식 시킨 21일후에 다시 같은 짝에서 동일한 방법으로 재이식하였다.

실험성적 및 결론

1. 영역임파절의 중량 변동을 보면 동종피부이식군의 이식을 한측에서 무처치 대조군 및 xylene주사군에 비하여 현저한 증가를 보였다. 특히 1차성 동종피부이식군은 이식 3일후, 2차성 동종피부이식군에서는 이식 1일부터 현저한 증가를 보였다. 자가피부이식군에서도 다소 증가하였으나 동종피부이식군에 비하여는 현저하지 않았다.

2. 임파절의 전체면적의 증가는 동종피부이식군에서 가장 현저하였고 영역별 면저 계측 결과에서는 1차성 동종피부이식군에서는 유피질이, 2차성 동종피부이식군에서는 피질과 수질이 각각 뚜렷한 면적의 증가를 보였으며 자가피부이식군에서도 각 영역에 걸쳐 균등

한 다소의 면적 증가를 보였다.

3. 각군에 있어서 영역별 면적의 비율을 보면 1차성 동종피부이식군에서는 유피질이, 2차성 동종피부이식군에서는 피질과 수질이 전체 면적에 대한 비율의 증가를 보였으며 자가이식군이나 xylene주사군에서는 각 영역의 전체면적에 대한 비율은 무처치 대조군과 비교하여 뚜렷한 변동은 없었다.

4. 임파구 이주지수를 보면 자가피부이식군, 1차성 동종피부이식군에서는 처음에 상승하였다가 5내지 7일에 일단 감소한후 다시 7일부터 증가하는 경향을 보였으나 2차성 동종피부이식군에서는 초기에는 별 변동을 보이지 않다가 7일후부터 증가하였다. Xylene 주사군에서도 좌측이 우측이나 무처치 대조군에 비해 다소 증가된 양상을 보였다.

5. 일반적인 조직학적 특징을 보면 1차성 동종피부이식군은 이식 3일부터 주로 유피질에, 2차성 동종피부이식군은 이식 1일부터 수질 및 피질에 현저한 조직학적 변화와 세포의 밀집상을 보였으며 자가피부이식군은 다소의 변화가 각 영역에 따른 뚜렷한 차이 없이

각 임파절에 걸쳐 관찰되었다.

6. Methyl green pyronine 염색상 pyronine 양성세포는 전군에서 처치를 한 측 임파절에서 증가하였으며 동종피부이식군은 유피질에서, 2차성 동종피부이식군은 수질 및 피질에서 현저하였다.

이상과 같은 소견을 종합하면 자가피부이식 및 동종피부이식은 영역임파절에 뚜렷한 반응을 일으키며 임파절의 중량 증가, 각 영역의 면적 증대, 임파구 이주지수의 증가 및 pyronine 양성세포의 증가를 초래하였고 이와같은 반응은 동종피부이식군에서 가장 현저하였다.

1차성 동종피부이식군에서는 T세포 의존층인 유피질이, 2차성 동종피부이식군에서는 B세포의존층으로 알려져있는 피질과 수질의 변화가 주로 초래된 것으로 보아 각각 cell mediated immunity 및 humoral immunity가 주로 관여된 것으로 보였으며 xylene주사군이나

자가피부이식군에서는 영역별로 뚜렷한 차이없이 전영역에 걸쳐 경한 정도의 변화가 나타난 것으로 미루어 이식면역반응 보다는 비특이성 자극에 의한 임파절의 형태학적 표현으로 사료된다.

[영문]

One of the most dramtic advancements in medical science during recent decades is the success of tissue and organ transplatation, which is achieved by control of immunologic responses.

The phenomena of graft rejection has long been regarded as the result of immune reaction (Born, 1897; Jensen, 1903; Tyzzer, 1909; Little, 1924; Snell, 1954; Medawar, 1944). Through a series of studies, this reaction has been proved to be mediated by the lymphoid system (Russell, 1908; Fleisher, 1918; Loeb, 1918; Crossen, 1928; Murphy et al., 1926;;; Mitchinson, 1954; Billingham, 1956; Medawar, 1959).

Gallone et al (1952). Scorthone and MacGregor(1955), Radici and Peireddal (1957) and Masse et al (1960) reported that draining lymph nodes from the graft site showed hyperplasia with an increase of pyroninophilic cells but distant lymph nodes did not show notable alterations. Ander et al(1962) studied the response of lymphoid tissues following the 1st and 2nd set of skin homografts. They reported that in the 1st set, the homograft draining node showed proliferation of hemocytoblasts, enlargement of germinal center, and alteration of normal architecture while plasma cell response was not appreciable, and in the 2nd set, similar changes appeared quicker and more pronounced. These responses developed first in the draining lymph nodes, but later on similar changes were also observed in distant nodes and the spleen.

Recently the morphology of the lymph node has been studied in detail and divided into different zones in relation to its function (Cottier, 1972; Anderson et al, 1974). Thus, it became important to comprehend the morphologic response of the lymph nodes in relation to their functional implications.

Therefore, the present study is aimed at investigating the response of the regional lymph nodes morphometrically and histochemically to evaluate morphologic changes with consideration of their functional aspects following non-specific

stimulation, autograft, and the 1st and 2nd set homografts of the skin in rabbits.

Materials and Methods

Hybrid rabbits weighing 1.5 to 2.0kg were divided into 5 experimental groups and treated as follows.

Group Ⅰ: Normal untreated…………………………………………………6

Group Ⅱ: Nonspecific stimulation by xylol………………………… 18

Group Ⅲ: Auto-skin grafted………………………………………………18

Group Ⅳ: Homo-skin grafted, 1set set…………………………………18

Group Ⅴ: Homo-skin grafted, 2nd set………………………………… 15

The site of experiment was on the dorsal aspect of left ear in all groups. As for non-specific stimulation, 0.1ml of xylene was injected subcutaneously. An autograft was performed with a 2x2cm square full thickness skin flap obtained from the back region. For the homograft, two animals were paired and an exchange of full-thickness skin graft from and to dorsal aspects of left ear in paired animals was performed. In the 2nd set graft, the 2nd graft was made on the 21st day after the 1st graft from same donor. All operations were performed under seconal anesthesia.

Untreated control animals were killed at same time. Every three animals of the remaining experimental groups were killed at 1,3,5,7,10 and 15 day intervals(Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ groups), and 1,3,5,7 and 10 days in V group. Postauricular lymph nodes from

the experimental side (left) and contralteral side (right) were removed and weighed separately. These were fixed in 10% neutral formalin.

Under the magnifying cyclomicroscope, each node was sectioned through its short axis, including hilum, embedded in paraffin, and sectioned in 2 to 3 μ thickness. Hematoxyline-eosin, Giemsa, and methyl green pyronine staining were performed on each node section. Morphometric study was made by the method of Cottier(1972) on hematoxylin-eosin stained section to obtain the areal measurment of cortex, paracortex, and medulla. A lymphocytic migration index to evaluate lymphocyte traffic was determined by the method of Anderson et al (1975) with Giemsa stained section. Degree of pyroninophilic cell response was determined with methyl-green pyronine stained sections. These findings were tabulated according to the time intervals, and comparison between experimental groups was made.

Results and Summary

1. The weight of draining lymph nodes of the experimental site was markedly increased, most pronounced in those following the 2nd set homograft, which reached a maximum the 7th day after transplantation.

2. Morphometric measurement of the total cut surface, cortex, paracortex, and medulla showed a marked increase throughout all regions following the homograft, but the paracortical area in the 1st set homograft and the cortex and medulla in the 2nd set homograft were markedly widened compared to other areas.

3. The ratio of paracortex to tatal area in the 1st set homograft, and the ratio of the cortex and medulla in the 2nd set homograft were increased compared to the untreated control group.

4. Lymphocyte migration indices indicated an increased lymphocyte migration from the circulation during the early period in autograft and the 1set set homograft, which was followed by a transient decrease at 5 days. In the 2nd set homograft group, the increase of lymphocyte migration was noted on the 7th day.

5. The general histologic picture of the lymph nodes showed hyperplasia of paracortex in the 1st set homograft. Hyperplasia of cortex and medulla was demonstrated in the 2nd set homograft group.

6. Pyroninophilic cells were markedly increased in the paracortical area in the 1se set homograft group and in the cortex and medulla in the 2nd set homograft group being most pronounced during the 3rd and 10th following the graft.

These results show that non-specific stimulation, autograft, and homografts produce various degrees of morphologic response in draining lymph nodes, which are characterized by increase in weight, enlargement of all functional regions of the nodes, and proliferation of immature pyroninophilic cells. The response was most marked in the 2nd set homograft group followed by the 1set set homograft, and autograft groups. Considering the functional aspects of lymph node topograph and pyroninopilic cells, The above responses are likely a morphologic expression of immune reaction to various types of stimulation.