인공피부 및 단층배양된 각질화세포의 노화와 분화

• 영문명: Replicative Senescence and Differentiation Properties of Reconstituted Skin and Monolayer Human Keratinocytes in Vitro
• 발행기관: 대한해부학회
• 저자명: 도영호(Yeung Ho Doh) 류 음(Yin Liu) 성훈기(Hoon Ki Sung) 정태은(Tae Eun Jung) 박정현(Jeong Hyun Park) 김주영(Joo Young Kim) 송인환(In Hwan Song) 이융창(Yung Chang Lee) 성언기(Eon Gi Sung)
• 간행물 정보: 『대한해부학회지』제34권 제6호, 553~565쪽, 전체 13쪽
• 주제분류: 의약학 > 의학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2001.12.30

국문 초록

본 실험에서는 단층배양된 각질화세포와 시험관 내에서 제작된 인공피부에서 노화와 분화의 상호관계를 밝히고자 하였다. 미분화 상태의 각질화세포를 장기간 배양하여 충분히 노화와 분화를 유도시킨 후 각 계대배양마다 SA-β-gal 효소염색하였고, 이 표본을 다시 K10, involucrin, K14, K13 혹은 K19를 염색하여 노화와 분화를 동시에 관찰하였다. 또한 인공피부를 시험관 내에서 제작하여 SA-β-gal, keratins 및 involucrin을 염색하여 노화와 분화의 진행정도를 비교하였다. 인공피부는 생체피부와 마찬가지로 SA-β-gal에 음성반응을 보여 세포노화는 없었다. 분화에 있어 인공피부는 생체피부 와 비교하여 K10의 발현이 감소되었고 involucrin이 조기에 발현되었으나, 바닥세포에서 분화 표지자인 K10이나 involucrin이 발현되지 않는 것으로 볼 때 생체피부에 상응하는 분화체계를 유지하였다. 그러나 단층배양된 각질화세포는 매우 다른 노화 및 분화 과정을 보였다. 즉, K10과 involucrin이 높은 빈도로 SA-β-gal과 이중염색되어 생체피부나 인공피부와는 달리 하나의 세포에서 노화와 분화가 동시에 진행되었다. 그러나 최종 죽음에 이르는 과정은 노화나 분화 중 한가지 과정을 거치게 되는데, 이러한 사실은 마지막 계대배양 (P5)에서 involucrin이 SA-β-gal과 이중염색되는 백분율이 낮았다는 것으로 알 수 있었다. 또한 SA-β-gal 반응은 P4, involucrin은 P5 단계에서 각각 최고수준에 도달한 것이나 K14가 SA-β-gal과 이중염색되는 점으로 미루어 노화가 최후 분화보다는 일찍 진행되었다. 결론적으로 인공피부는 세포노화 없이 생체피부와 유사한 분화체계를 유지하였으나, 단층배양된 각질화세포는 하나의 세포에서 노화와 분화가 같이 진행되어 인공피부와는 다른 양상을 보였다.

영문 초록

This experiment tried to elucidate the characteristics of senescence and differentiation in the reconstituted skin and the monolayer cultured human keratinocytes in vitro, respectively. While the keratinocytes were cultivated from undifferentiated state to completely senescent and differentiated, the monolayer cultured cells of every passage were doubly stained with SA-β-gal initially, then keratins or involucrin. We also performed the SA-β-gal enzyme staining and the immuno-reaction such as keratins or involucrin in the reconstituted skin. The results were as follows: Lack of reactivity against SA-β-gal in the reconstituted skin indicated that there was no senescence occurred. The reconstituted skin showed decreased expression of K10 and preceded expression of involucrin compare to in vivo skin. Nevertheless, the reconstituted skin which did not express the K10 or involucrin in the basal cell maintained the differentiation system similar to that of in vivo skin. On the other hand, the monolayer cultured keratinocytes showed a thoroughly different pattern in the senescent and differentiating process. SA-β-gal was colocalized with K10 or involucrin in the cells of high percentage ratio by the double staining method, and this indicated that the senescence and differentiation in the keratinocytes were simultaneously progressed. Reaching the nearer stage leading to the cell death, the cells choosed the one of senescence or differentiation pathway. It was supported by the fact that the percentage index of double staining together with SA-β-gal and involucrin was lower at passage 5 than passage 1~4. The SA-β-gal’s reactivity was maximally reached at passage 4 and the involucrin maximally reached at passage 5. These trends suggested that the senescence was preceded by the differentiation. In conclusion, the reconstituted skin maintained only the differentiation system without the cell senescent process similar to the in vivo while the senescent and differentiating events were simultaneously processed in the monolayer cultured keratinocytes.

키워드

각질화세포 인공피부 SA-β-gal Involucrin Keratins 노화 분화 Keratinocyte Reconstituted skin Senescence Differentiation