Laminin이 epidermal growth factor에 의해 유도된 신경세포의 특성 및 분화에 미치는 영향

Abstract

[한글]

기저막의 주요 구성성분인 laminin은 강력한 신경돌기 성장 촉진 작용을 갖고 있으며 또 후근 신경절세포의 생존기간을 증가시킨다. Laminin은 성장이 끝난 포유동물의 중추신경계에는 존재하지 않으며 발생기 때만 중추신경계에 일시적으로 발현되면서 신경세포의 분화 및 이동에 중요한 역할을 한다. 한편 생체 외에서도 신경세포, 별아교세포 및 회소돌기아교세포로 분화될 수 있는 신경상피세포가 신생 흰쥐 대뇌 및 성숙된 흰쥐 대뇌에서 분리된 바 있다.

본 실험에서는 태아 흰쥐 대뇌에 있는 신경상피세포에서 분화된 신경세포가 어떤 신경전달물질을 갖고 있는 지 그 특성을 연구하고, laminin이 신경상피세포로 부터 신경세포로의 분화를 촉진하는 지와 신경세포 증식율을 증가시키는 지를 연구하여 다음과 같은 실험 결과를 얻었다.

1. Epidermal growth factor(EGF)를 포함한 무혈청 배양액으로 신경상피세포를 배양했을 때 신경상피세포로부터 별아교세포, 회소돌기아교세포, 신경세포가 동시에 모두 발현되었다.

2. 이때 분화된 신경세포 중 일부는 GABA 신경세포와 substance P 신경세포였으며, tyrosine hydroxylase, serotonin 등을 발현한 신경세포는 관찰되지 않았다.

3. 신경상피세포를 laminin 위에서 배양할 때는 poly-L-lysine(PLL) 위에서 배양할 때보다 세포이동이 현저히 증가되었으며, 미세섬유가 많은 형태로 변형되는 것을 관찰할 수 있었다

4. 인산화된 neurofilament를 발현한 세포수는 신경상피세포를 laminin 위에서 배양했을 때가 PLL 위에서 배양했을 때보다 증가되었다.

5. Western blot으로 측정한 신경상피내 인산화된 neurofilament 함량은 신경상피세포를 laminin 위에서 배양했을 때가 PLL 위에서 배양했을 때보다 증가되었다.

6. GABA 신경세포의 증식율은 신경상피세포를 laminin 위에서 배양했을 때가 PLL 위에서 배양했을 때보다 증가되었다.

이상의 실험 결과로 보아 EGF를 포함한 무혈청 배양액으로 신경상피세포를 배양했을 때 GABA 신경세포와, substance P 신경세포가 발현되는 것을 알 수 있었으며 또 laminin은 신경상피세포로부터 신경세포로의 분화를 촉진하고 GABA신경세포의 증식을 증가시킴을 알 수 있었다.

[영문]

Many extracellular matrix molecules are expressed in the embryonic nervous system and there are some evidences that they are important regulation of neural development. Of these molecules, laminin appears to be the most potent, affecting virtually all neurons of the periphery and the central nervous system. Thus the present study was undertaken to investigate the effects of laminin on proliferation and differentiation of cultured neuroepithelial cells from the fetal rat forebrains(embryonic day 17-19). Results are summarized as follows

1. Neuroepithelial cells cultured in EGF-containing serum free medium subsequently differentiate into neurons, astrocytes, and oligodendrocytes.

2. Differentiated neuronal cells were immunoreactive for γ-aminobutyric acid or substance P, but were not for serotonin and tyrosine hydroxylase.

3. Migration of neuroepithelial cells was more prominent and fine process bearing cells were more abundant in culture on laminin than in culture on poly-L-lysine(PLL).

4. There are more phosphorylated neurofilament expressed cells in culture on laminin than in culture on PLL.

5. In western blot analysis, phosphorylated neurofilament contents in neuronal cells was higher in culture on laminin than in culture on PLL.

6. Proliferation rate of GABA ergic neurons was higher in culture on laminin than in culture on PLL. These results suggest that GABA ergic and substance P ergic neurons can be differentiated from neuroepithelial cells and laminin promoted the differentiation of neuronal cells from neuroepithelial cells and increased proliferation rate of GABA ergic cells.