Studies on the Differentiation of Chondrogenic Cells in Developing Chick Embryo I. Cellular Aggregation and Chondrogenesis

발생계배 연골세포의 분화기구에 대한 연구 I. 세포응집과 분화와의 관계

To establish the in vitro culture system and quantitation for chondrogenesis, and to investigate the relationship between cell aggregation and chondrogenesis, chick limb bud mesenchymal cells of Hamburger-Hamilton stage 23/24 were micromass cultured in various cell densities. The chondrogenesis was assayed based on checking the alcian blue-stained nodule numbers, the amount of alcian blue extraded, the change in cell numbers, the rate of [35 S] sulfate incorporation and expression of type II collagen. Mesenchymal cells plated with an initial density of high (1 x 107 cells/ml)- and intermediates (5. $\times$ 106 cells/ml)-density were differentiated into cartilage. On the other hand, the cells of low density (2 x 106 cells/mi, 5 $\times$ 105 cells/ml) of stage 23/24 cells and the stage 18/19 cells in three kinds of cell density did not differentiate into cartilage even though the cells formed an aggregated core at the center of cultured mass. From these results and others obtained in this study, it can be stated that the stage 23/24 mesenchymal cells are likely to pass over the aggregation step and have the potentiality to differentiate into chondrocytes. Thus chondrogenesis in vitro can be observed when mesenchymal cells are plated over the threshold density of 5 $\times$ 106 cells/ml. Hyaluronidase (HAase) activity was relatively constant throughout the culture, suggesting that the role of HAase may not be important for the cells of stage 23/24.

연골세포 분화기구 연구의 기초단계로서 미세 세포배양법을 정립하였으며, 세포의 응집정도와 연골분화의 관계를 조사하기 위하여 계배 limb bod 간충직세포를 여러가지 농도로 micromass 배양하면서 세포농도에 따른 세포증식정도와 proteoglycan에 결합된 alcian blue의 양 및 [35 S] sulfate의 sulfate proteohlycan에 표지되는 속도를 측정하고, 면역조직화학법을 이용하여 type II collegen의 발현을 관찰하였다. 각 농도별로 배양한 Hambruger-Hamilton stage 23/24 간충직세포 중 5. $\times$ 106 cells/ml 이상의 농도로 배양한 세포는 연골세포로 분화하였으나, 저농도로 배양한 세포는 분화하지 않았다. 반면에 stage 18/19 간충직세포는 분화단계 중에서 동일세포들끼리 응집되는 단계이며 stage 23/24 간충직세포 이 단계를 지나 분화능을 갖는 세포응축의 단계인 것으로 생각된다. 본 연구 결과 세포응집 및 분화능은 간충직세포의 발생시기에 따라 다르며, 분화능을 갖기 위해서는 세포응집이 선행조건이고, 그 적정 미세 배양 농도는 5-10 $\times$ 106 cells/ml임을 알았다. 한편, hyaluronidase의 활성은 stage 23/24세포 배양 전 과정에서 비교적 일정한 것으로 나타나 이 시기의 세포분화에는 별로 중요하지 않는 것으로 보인다.