신경세포 가지돌기가시의 형태를 분석하는 것은 신경세포의 기능을 이해하는데 중요하다. 가지돌기가시는 광학현미경 해상도의 한계근처에 있는 구조물로 투과전자현미경 및 공초점헌미경 등을 이용한 연구들이 보고 되고 있다. 고압전자현미경은 높은 해상도와 투과능력 덕분에 두꺼운 절편의 관찰이 용이하여 신경세포의 가지돌기가시 등을 관찰하는데 유용한 것으로 알려져 있다. 고압전자현미경을 이용하여 신경세포의 가지돌기가시를 효과적으로 관찰하는방법을 확인하고 기본적인 형태학적 자료를 축적하고자 하였다. 생쥐 소뇌에 위치하는 조롱박세포의 가지돌기가시를 anti-calbindin 28kD항체 및 Golfi 염색으로 표지한 후 $4{\mu}m$두께의 절편을 제작하여 impregnation방법으로 각각 처리하여 표본을 제작한 후, 초고압전자현미경으로 관찰하여 효과적인 관찰방법을 찾고, 영상분석 기법을 이용하여 가지돌기가시의 밀도와 가시의 길이를 측정하였다. 초고압전자현미경 관찰 결과, 면역조직화학법과 Golgi법 모두 조롱박세포의 가지돌기가시를 관찰할 수 있었으나 Golgi법으로 준비된 표본이 가시를 정량적으로 분석하기에 더욱 적합하였다. 명상분석 결과로는 가지돌기 가시의 평균밀도가 $24.5{\pm}3.6$개/$10{\mu}m$였고, 가시의 평균길이는 $1.12{\pm}0.22{\mu}m$였다. 본 연구를 통해서 Gogli 법으로 염색된 조롱박세포를 고압전자현미경으로 관찰할 경우, 가지돌기가시를 정량적으로 관찰할만한 만족스러운 영상을 얻을 수 있었고, 추후 경사를 주어 촬영한 두 장의 사진을 이용하여 3차원적으로 분석하면 좀 더 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단되며, 이는 소뇌의 신경가소성을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이다.

본 실험은 간염을 비롯한 간 질환에 그 동안 민간요법에서 임상적 효능이 우수한 것으로 알려진 굼벵이를 사용하여 그 약리적 효능을 밝히고자 흰쥐에 사염화탄소를 투여해 간 손상을 유도한 후 굼벵이를 투여해 굼벵이가 간 지질대사, 간기능 지표효소활성 및 항산화효소 그리고 간의 미세구조에 어떠한 영향을 미치는가를 조사하였다. 간 지질 중 사염화탄소에 의해 증가된 triglyceride, 총 cholesterol은 굼벵이를 섭취시킴으로써 그 수치가 감소되었으며, 반면 phospholipid함량은 유의적으로 증가되었다. GOT와 GPT의 활성은 사염화탄소투여시 정상식이에 비해 유의적인 증가를 보인 반면, 굼벵이의 섭취로 유의적인 감소를 나타내었다. 항산화효소의 경우, 사염화탄소 투여군은 catalase, total SOD, Cu-Zn SOD 및 glutathione-S-transferase의 활성도가 크게 감소하는 현상을 나타내었으나, 굼벵이와의 병용투여에 의해 유의적인 증가를 나타냈다. 간의 미세 구조적 특징에서 사염화탄소투여군의 간조직세포는 세포질에 섬유화현상이 관찰되었으며 조면소포체와 mitochondria가 대부분 소실되었고 세포질 괴사로 세포와 세포의 탈락된 조직이 관찰되었다. 반면, 사염화탄소와 굼벵이 병용투여군의 간조직 세포는 세포질의 지방소적이 감소하였으며 세포질괴사도 다소 줄었고, 조면세포체와 mitochondria의 수는 증가하였다.

계절성 번식기 동안에 자성무지개송어 (Oncorhynchus mykiss)의 혈장내 $estradiol-17\beta$, 혈장성분, 전기영동상 그리고 미세구조 변화의 특징을 살펴보았다. 정상적인 자연조건에서 혈장내 $estradiol-17\beta$는 난황형성기(vitellogenic season)말인 9월에 peak를 나타내었고, 산란이 이루어진 시기 이후인 12월에는 서서히 감소하였으며, 난소의 재형성 초기인 2월과 3월에는 급격하게 감소하였다. 이러한 $estradiol-17\beta$의 변화 추이를 볼 때 이 호르몬은 자성 무지개송어에서 혈장내 calcium, phosphorus, glucose, albumin및 total protein수준의 증가에 의해서 증명된 것과 같이 난황전구물질(vitellogenin)의 생성을 자극하는 것으로 나타났다. Latematuring단계 혹은 산란중인 난모세포의 전기영동상(분자량이 각각 약 70,000과 200,000 Da)은 late perinucleolus단계의 난모세포의 전기명동상보다 훨씬 두껍고 진한 경향을 나타내었다. 이 단백질 2개의 전기영동상은 $estradiol-17\beta$ 호르몬 peak와 일치하는 추이를 나타내면서 SDS-PAGE에서 확인되었다. 생식소 숙도지수 일명 성성숙지수, [gonadosomatic indices(GSI)]는 10월로부터 그 이듬해 1월까지 유의성 있게 증가하는 경향을 나타내었고, 성숙난자의 급격한 수적인 증가와 일치하면서 1월에 가장 높은 peak를 나타내었다. 산란 전단계에서 estradiol-17 수준과 CSI간에는 정 (+)의 상관관계 (r=0.701, p<0.01)를 나타내었고, 간숙도지수 [hepatosomatic index (HSI)]는 번식시기인 12월에 가장 높은 수치를 나타내었다. 번식시기 (12월)에 생식소 자극호르몬 분비세포(gonadotropes)는 granules와 globules와 같은 생식소자극호르몬을 포함한 봉입체로 가득찬 상태를 나타내었다. 난황형성기에는 late perinucleolus 난모세포가 난황의 축적을 통해서 early maturing난모세포로 변형되는 과정이며, 이 시기의 난모세포는 late maturing단계로 되면서 난황으로 완전히 가득찬 상태로 확인되었다. 핵이주 단계에 있는 난모세포의 과립막세포의 미세구조를 살펴보면 팽창된 조면 내형질세망과 tubular cristae가 있는 간상의 미토콘드리아로 구성되어 있었다. 방사대 (zona radials)와 난황막 사이에 있는 미세융모(finger-like projections)는 각각 성장하면서 난황형성기에 pore canals을 이루면서 서로 연결되나, 난성숙기에 방사대가 더욱더 치밀하게 되면 수축되어 봉쇄되면서 위축되는 것으로 확인되었다. 방사대는 외측에 않은 homogeneous layer와 내측에 2개의 두꺼운 helicoidal layers (zona radiata interna and zona radials externa)총 3개의 구조물로 구성되어 있었다. 정상적인 환경조건에서 볼 때 난포는 난형성과 생식소에서 분비되는 스테로이드 흐르몬의 생성에 충분할 만큼 조직의 발달과 호르몬의 주기적인 분비에 영향을 주는 것으로 나타났다.

화상에 의한 피부 손상이 간에 미치는 영향을 알아보기 위하여 흰쥐를 이용하여 피부 화상을 유도한 다음 각각 5시간, 24시간 후 생화학적 정량법과 형태학적 관찰을 통해 간 조직 손상의 발병기전을 검토해 보고자 하였다. 흰쥐의 화상 유발은 등쪽면의 털을 깎고(total burn surface area $20\sim25%$) $100^{\circ}C$ 물로 10초간 흡입손상 없이 피부 화상만을 가하였다. 생화학적 정량으로는 혈청 내 xanthine oxidase(XO)와 aniline aminotransferase (ALT)의 활성변화, 그리고 혈장 단백질 함량 변화를 측정하였고, 형태학적 관찰은 혈액 중 다형핵 백혈구 수의 산정과 간 세포의 미세구조 변화를 관찰하였다. 실험 결과, 화상 후 혈청 내 XO의 활성 증가(P<0.01)와 함께 체중 당 간 무게(p<0.05)와 혈청 내 ALT의 활성이 증가되었다. 화상 직후 allopurinol의 복강투여로 XO활성, 간 무게, 그리고 ALT의 활성은 모두 감소되었다. 화상 손상에 의한 간 조직의 미세구조적 변화로는 소포체 종창, 리보솜 탈락, 지방소적의 축적, 그리고 담모세관과 세포간질의 확장이 관찰되었다. 뿐만 아니라 염증세포인 호중구의 침윤과 함께 혈관 내피세포의 손상, 쿠퍼세포의 활성화, 그리고 미세융모의 손상들이 관찰되었다. 또한 혈 중 다형핵 백혈구의 수적인 변화에서 화상 유발 5시간 후에 현저히 감소되어 내부 장기에 호중구 침윤의 가능성을 알 수 있었다. 하지만 allopurinol의 투여로 이러한 미세구조의 변화를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 피부 화상으로부터 간 손상을 유발하는데 있어서 혈 중 XO의 활성증가가 매우 핵심적인 역할을 담당하는 것으로 사료되었다.

섬유아세포 표면의 미세구조적 특성과 세포표면에 존재하는 당 단백질 말단 GlcNAc(N-acetylglucosamine)와 NeuNAc(N-acetylneuraminic acid)는 섬유세포의 이동과 세포의 인식에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 따라서 섬유세포의 미세구조적 특성을 전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, 당 단백질 말단 GlcNAc와 NeuNAc의 분포를 확인하기 위하여 WGA 황금입자 복합체를 반응시켜 전자현미경으로 관찰하였다. 그 결과 배양섬유세포의 표면에 미세구조적 특성은 세포의 분화 정도와 세포의 부위에 따라 다양한 형태를 형성하며, 세포의 배양시간에 따라 정도의 차이는 있으나 일반적인 미세융모의 분포와 세포질 돌기의 분화는 세포의 주위 환경에 따라 다양한 형태로 분화하는 특성이 있는 것으로 확인되었다. 섬유세포의 세포표면에 분포하는 당 단백질 말단의 일종으로 섬유세포의 이동과 세포인식에 관여하는 lectin WGA 수용체 인 sialic acid (GlcNAc; N-acetylgalactosamine, NeuNAc; N-acetyl neuraminic acid)는 세포질의 조면소포체에서 생성되어 액포상태로 이동되어 섬유세포의 외로 분비되고 분비된 sialic acid는 세포의 표면과 돌기의 표면에 당 단백질 말단으로 분화하여 섬유세포의 이동과 세포인식 등의 섬유세포 기능에 관여하는 것으로 규명되었다.

흰쥐를 실험 대상으로 하여 Treadmill 운동을 실시하여 운동에 의한 심근의 적응과 cytochrome oxidase 활성에 관한 세포화학적 연구 알아보고자 실험을 실시하였다. 실험동물은 SD계 웅성 흰쥐를 이용하여 출생 3개월 정도의 체중 $150{\pm}10g$정도로 실험을 시작하였다. 실험군은 일상 대조군과 운동군 2개군으로 나누고, 각각 1일, 3일, 1주일, 4주일, 8주일 및 12주일 동안 각각 4마리씩 운동시켜 실험에 이용하였다. 형태 계측학적 방법으로 심장의 무게변화, 심근섬유와 모세혈관의 비, 그리고 CO 활성정도를 측정하였다. 광학및 전자현미경을 이용하여 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 심장무게 변화는 모든 실험군에서 실험기간에 비례하여 증가하였다. 일상 대조군에 비해 운동군에서 유의한 증가를 보였다. 모세혈관과 근섬유 비율은 일상 대조군에서는 유의한 변화가 없었고, 운동군에서는 운동 4주일 이후부터 유의한 증가를 보였다. Cytochrome oxidase C 활성율은 일상 대조군에서는 유의한 변화가 없었고, 운동군에서는 운동 1주일 이후부터 유의한 증가를 보였다. 사립체에 CO활성 형태는 일상 대조군에서는 I형과 III형이, 운동군에서는 실험기간에 비례해서는 II형과 III형이 많이 관찰되었다. 이상과 같은 실험결과들을 미루어볼 때 Treadmill 운동결과 CO의 활성과 심근섬유와 모세혈관의 비율이 운동에 의해 변화를 보여, 흰쥐의 심근에서는 treadmill 운동은 약 4주 정도에서 심장의 적응성이 어느 정도 이루어지는 것으로 사료된다.

Laminin은 세포외기질의 주요 구성 당단백질로 알려져 있고 특히 기저막에 다량 분포되어 있어 제 4형 아교질, heparan sulfate proteoglycan 및 entactin과 결속되어 있다. Laminin은 세포외기질에 함유되어 조직의 발생, 분화 및 성숙 등에 직접 및 간접적으로 관련되어 있으며, 특히 세포의 분열, 이동에 관여하고 조직내 기저막의 물질 투과성에 영향을 미쳐 상피의 분화 및 재형성과 관계있음이 많은 학자들에 의하여 보고되어 있다. 최근에는 laminin이 포유동물에서 태자기와 신생아기에서 폐의 발생과 분화에 주요한 역할을 함도 일부 보고되어 있다. 이에 저자는 폐의 발생과정에서 조직 혹은 세포내에서 laminin의 발현과 분포 변화를 면역조직화 학염색법과 면역도금법을 이용해서 추적하고자 하였다. 실험동물로는 발생 제 14일, 제 16일, 제 18일 및 제 20 일의 태자와 생후 1일, 3일 5일 및 7일의 신생 흰쥐를 사용하였으며, 각 실험동물의 폐조직을 절취하고 면역조직화학염색과 면역도금법으로 laminin의 면역활성의 변동을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 발생 제 14일, 제 16일, 제 18일 및 제 20일의 흰쥐 태자와 출생 제 1일의 신생 흰쥐 폐조직에서는 혈관, 기관지 및 폐포의 기저막과 폐포막에서 강한 laminin 면역활성이 지속되었고, 폐포가 형성된 출생 제3일 이후의 흰쥐 폐의 폐포막에서는 laminin 면역활성이 현저히 감소되었다. 2. 흰쥐 태자의 폐조직에서 laminin 면역금과립이 관찰되는 세포는 간엽세포, 혈관내피세포 및 섬유모세포였으나, 신생 흰쥐의 폐에서는 섬유모세포, 제 1형 및 제 2형 폐포세포에서 laminin 면역금과립이 관찰되었으며 금과립이 가장 많이 관찰되는 조직 부위는 공기혈관장벽을 이루는 기저 막이었다. 이상과 같은 실험결과는 태생기에서는 laminin이 주로 폐의 세포외기질에 분포되나 출생 후에는 주로 기저막에 분포되므로 패의 기능이 성숙됨에 따라 laminin의 분포상태에 변동이 일어나고, laminin을 생성하는 세포도 출생 전에는 간엽세포, 혈관내피세포 및 섬유모세포이나 출생 후에는 폐의 실질세포인 제 1형 폐포세포와 제 2형 폐포세포로 합성기능이 이전되는 것으로 생각되었다.

한국어류의 수정란 난막 미세구조를 분류체계에 따른 체계화 작업의 일환으로 난문의 미세구조, 난막의 표면 및 단면구조를 밝힘으로써 계통분류학적 기초자료를 제시하고자 경골어류, 잉어과에 속하는 참마자의 수정란을 실험재료로 하여 주사전자현미경과 투과전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 수정란은 부착성란으로 등물극 쪽에 수정을 위한 정자의 통로로 생각되는 한 개의 난문이 관찰되었고 난막표면은 버섯모양의 돌기들이 뭉쳐 하나의 덩어리를 형성하여 분포되어 있었다. 부착성 구조물은 기부는 구조물끼리 떨어져 있지만 상부로 올라가면서 합쳐지는 형태였으며, 이 구조물의 기부는 난막을 관통하지 많고 난막의 바깥면인 외막 표면에 부착되어 있었다. 난막단면의 미세구조는 모두 2층으로, 이중층인 외층과 4층으로 구성된 내층으로 구성되어 있었다. 이상과 같이 참마자 수정란 난막의 미세구조적 특징은 참마자의 수정란이 가지는 독특한 형태학적 형질로서 종을 분류하는데 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

무당벌레(Harmonia axyridis)성충 더듬이에 분포하는 감각기를 주사전자현미경으로 관찰하였다. 무당벌레 성충 더듬이에서 형태적으로 크게 차이를 보이는 5종류의 감각기, $B\ddot{o}hm$, Basiconic, Chetiform, Trichoid 그리고 Coeloconic sensilla를 관찰할 수 있었다. $B\ddot{o}hm$ sensilla는 자루마디와 팔굽마디 기부안쪽의 등쪽면과 배쪽면에서만 관찰되었고, 이것은 분포된 위치로 미루어 더듬이의 움직임과 위치를 확인하는 자기반응감응성 감각기로 보여진다. Basiconic sensilla와 Chetiform sensilla는 형태적 차이에 의하여 3가지 subtype으로 나눌 수 있었으며, Trichoid sensilla는 암 수컷 더듬이 모두에서 더듬이 말단의 2마디에서만 확인되었다. 무당벌레 성충 더듬이에서 관찰된 sexual dimorphism은 더듬이 감각기의 분포와 종류가 있었는데 이것은 암컷과 수컷간의 더듬이 감각기의 분포가 다르게 나타났으며, 감각기의 다양성이 가장 높게 나타난 말단마디의 배쪽면에서 관찰된 Coeloconic sensilla는 수컷에서만 관찰되었고, Trichoid sensilla의 경우 수컷보다 암컷에서 더 많이 관찰되었다. 이러한 sexual dimorphism은 동종의 성상호간 통신에 이용되는 것으로 보여진다.

아프리카 왕달팽이 (Achatina fulica)의 내장신경절(visceral ganglion)과 우 체 벽신경절(right parietal ganglion)을 투과전자현미경을 통해 관찰한 결과 5종류(type-A, B, C, D 그리고 E)의 신경분비세포(neurosecretory cell)와 그 주위를 둘러싸고 있는 신경망 등이 관찰되었다. A형 세포(직경 $35{\mu}m$)는 두 신경절의 피질부에서 가장 많이 관찰된 삼각형 또는 불규칙한 세포로서, 세포질에는 직경 $1{\mu}m$인 큰 과립과 $0.1{\mu}m$정도인 작은 둥근과립들이 관찰되었다. 또한 작은 과립들은 전자밀도가 높은 과립과 전자밀도가 중등도인 과립 등 두 종류로 구분되었다. B형 세포(직경 $19\times12{\mu}m$)는 두 신경절의 피질부와 수질부의 여러 부위에서 고르게 관찰된 세포로서 A형 신경분비세포와 그 형태가 비슷하였다. 세포질 내에는 $0.1{\mu}m$정도 크기의 전자밀도가 높은 과립들로 가득찬 반면 둥글고 큰 과립(직경 $0.7{\mu}m$정도)들은 드물게 관찰되었다. C형 세포는 크기가 $8\times6{\mu}m$정도인 가장 작은 세포로서, $6\times5{\mu}m$정도인 큰 핵을 소지하고 있었다. 세포질에는 $0.23{\mu}m$정도인 전자밀도가 높은 과립들로 가득차 있었는데, 이들은 $0.03{\mu}m$정도 크기의 작은 과립들이 둥글게 모여 있는 특이한 형태였다. D형 세포는 $28\times20{\mu}m$정도 크기의 중형세포서, 타원형 또는 불규칙한 형태를 보였다. 이들은 두 신경절의 수질부와 피질부 중, 피질부에서 가장 많은 수가 관찰되었다. 세포질은 전자밀도가 높아 어둡게 관찰되고 직경 $1.6{\mu}m$와 $0.6{\mu}m$인 두 종의 둥근 과립들이 관찰되었다. E형 세포는 크기가 $100\times50{\mu}m$정도인 대형세포로서 두 신경절의 상단부와 중앙부위에서 드물게 나타났다. 핵은 $70\times30{\mu}m$정도로 세포질 대비 매우 컸다. 이들은 다양한 크기의 전자밀도가 높은 둥근 과립(직경 $1\sim0.2{\mu}m$)을 소지하고 있었으며, 세포의 표면은 여러 형태의 사상족(filopodia)들을 뻗어 노쇠한 세포들을 포식하였다. 신경망(neuropiles)들은 신경분비세포를 둘러싸고 있었으며, 신경섬유 속에서 다양한 종류의 연접소포들(synaptic vesicles)이 관찰되었는데, 전자밀도, 크기 그리고 모양에 따라 6종류로 분류되었다.