심장근육세포에서 사이원반 형성에 따른 Connexin43과 Pan-cadherin의 분포

• 영문명: Distribution of Connexin43 and Pan-cadherin in Cardiac Myocytes during Intercalated Disc Formation
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 김한용(Han-Yong Kim) 김주영(Joo-Young Kim)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제36권 제3호, 195~205쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2003.06.30

국문 초록

사이원반이 형성되는 과정을 알아보기 위해 생후 3, 7, 14, 21, 35, 84, 120일의 Sprague Dawley계 흰쥐 심실조직들과 배양 1, 3, 5, 7일의 H9c2 세포와 C2C12 세포주를 사용하였다. 심실조직의 냉동절편들 또는 배양된 세포주들에서 각 시기마다 교통반점의 표지자인 connexin43과 부착막의 표지자인 pan-cadherin의 발현을 간접면역형광법으로 조사하였다. 배양된 세포는 도립현미경으로, 조직 표본은 투과전자현미경으로 형태학적인 소견을 관찰하였다. H9c2 및 C2C12 세포들은 여러 개의 핵을 가진 뼈대근육과 비슷한 근관을 형성하였다. 생후 3~21일의 냉동절편에서 connexin43은 그 반응의 양상에 차이는 있었지만, 세포막 주위에 점상으로 보였다. 35일과 84일의 절편에서는 근육형질 내에 비교적 균일한 반응이 나타나기 시작하였고, 사이원반이 될 부위에서는 각 시기에 선모양과 두꺼운 띠를 형성하였다. 120일의 절편에서는 두꺼운 띠 부위가 점상으로 흩어졌다. H9c2 및 C2C12 세포에서 이 단백질은 세포질 내에 균일한 반 응을 보이거나 점상으로 나타났지만, 배양기간동안 반응강도는 매우 약했다. 3일과 7일의 냉동절편에서 pan-cadherin은 주로 선상으로 보였다. 14일과 21일의 절편에서 선상의 반응이 더욱 강해졌고, connexin43보다 빠른 시기에 근육형질 내에 그 반응이 나타났다. 35일과 84일의 절편에서 사이원반이 될 부위에 두꺼운 띠를 형성하였다. 120일의 절편에서 이전 시기에 비해 그 띠의 수는 적어졌지만, 큰 덩어리 모양의 반응이 나타났다. H9c2 및 C2C12 세포에서 pan-cadherin은 선상이나 점상의 반응을 보였지만, 절편에 비해 반응강도는 일반적으로 매우 약했다. 3~120일의 심실조직 미세구조에서 사이원 반이 모두 관찰되었고, 그 구성요소인 교통반점, 부착막, 부착반점의 전형적인 구조들을 볼 수 있었다. 결론적으로, Sprague Dawley계 흰쥐의 심실근육에서 생후 사이원반의 형성과정은 각 시기에 따른 connexin43과 pancadherin의 분포양상과 일치한다는 것을 알 수 있었다. 이러한 자료들은 이식된 세포들과 정상적인 심장근육세포들 사이에 세포사이결합을 형성하는 기전을 이해하는데 도움을 줄 것으로 생각한다.

영문 초록

This experiment was aimed to elucidate about the forming process of intercalated discs. Each ventricular myocardium of Sprague Dawley rats was used at postnatal 3, 7, 14, 21, 35, 84, 120 days and cell lines such as H9c2 cell and C2C12 cell were also cultivated during 1, 3, 5, 7 day. Expressional change of connexin43, a marker of gap junction and pan-cadherin, a protein representing fascia adherence were stained with indirect immuno-fluorescent technique in the cryo-sectioned ventricular tissues and the cells. The cultivated cells were observed under inverted microscope and the myocardial tissues were processed for the recording with transmission electron microscope at each time. Myotubes consisting of multi-nucleated cells similar to skeletal muscle were formed on both of H9c2 cells and C2C12 cells. Connexin43 showed generally punctuate pattern across the cell membrane in the cryo-sectioned specimens at postnatal 3 to 21 days. The reaction at nascent intercalated discs formed linear appearance and thick bands at postnatal 35 and 84 days, respectively, although the protein initially expressed an equal reaction throughout sarcoplasm. On postnatal 120 days, there were dispersed in dots instead of regions of the thick band. Connexin43 in the cytoplasm of H9c2 and C2C12 cells was distributed in punctuate or homogenous reaction, however, the reaction intensity regardless of culture duration was very weak. Pan-cadherin showed mainly stripe-shape in the tissue specimens at postnatal 3 and 7 days. This protein formed more dense stripe-shape at postnatal 14 and 21 days than before. Comparing with connexin43, cadherin was earlier expressed in the sarcoplasm at these time points. A thick band abundantly appeared on the region of nascent intercalated disc at postnatal 35 and 84 days. Comparing with these days, some of the bands changed into mass of dots though the number of band was decreased at postnatal 120 days. Cadherin in H9c2 and C2C12 cells showed stripe- or punctuate- shape, however, the reaction intensity was generally weaker than in the specimens. There were intercalated discs in the ultrastructure of ventricular myocardium from postnatal 3 to 120 days. Gap junction, fascia adherence and desmosome, all constituents of intercalated discs, had their own characteristic structure. In conclusion, these findings may be suggested that the formation of intercalated discs correlate to the distribution pattern of connexin43 and pan-cadherin in the myocardium of Sprague Dawley rat at each postnatal age. Therefore, authors hope that the data would be useful for the explanation of mechanism forming the junctional complexes between grafted cells and normal cardiac myocytes.

키워드

사이원반 Connexin43 Pan-cadherin Intercalated discs Connexin43 Pan-cadherin