최근에 체세포 리프로그래밍 기법을 사용하여 체세포에 몇 가지 전사인자(리프로그래밍 인자)를 넣어줌으로써 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell, iPS)를 만드는데 성공하였다. 유도만능줄기세포는 배아줄기세포와 유사하게 자가재생 할 수 있는 능력이 있으며, 신체의 모든 타입의 세포로 분화할 수 있는 특징을 가지고 있다. 배아줄기세포와는 달리 면역거부반응이 없다는 점과 윤리적인 문제로부터 자유롭다는 장점이 있어 2006년 Yamanaka 팀이 유도만능줄기세포에 관해 처음 보고한 이후로 이 분야 연구의 급속한 발전이 이루어지고 있다. 하지만 안전성의 문제점 때문에 세포치료제로 사용되기 위해서는 리프로그래밍 인자의 도입 방법 및 새로운 리프로그래밍 인자의 발굴 등 몇 가지 해결해야 할 점들이 남아 있다. 본 종설에서는 유도만능줄기세포를 만드는데 사용된 몇 가지 리프로그래밍 인자에 대해 보고된 연구 내용을 리프로그래밍 인자가 존재하는 세포인 배아줄기세포 및 난자와 배아에서 정리하고자 하며, 리프로그래밍 인자의 연구에 관한 방향에 대해 논의하고자 한다.
체성-교감 반사 유발시 동맥혈압의 조절에 관여한다고 생각되는 상부 복외측 연수 내의 심혈관계 세포를 대상으로 흥분발사의 반응특성을 측정, 분석하였다. 심장 박동주기와 시간적으로 동기되는 흥분발사를 보이는 심혈관계 세포를 찾은 후 체성-교감 반사의 승압반응과 감압반응을 유발시키며 각각에 대해 동일한 세포의 흥분발사의 변화를 측정한 결과 5가지 유형의 반응특성을 얻을 수 있었다. 이들 간에 구성되어 있는 회로망 연결을 설명하고자 2 가지 종류의 특성 세포와 적절한 자극 전달 경로 및 세포간 회로망 연결을 도입하여 본 연구의 실험결과를 모두 설명할 수 있는 가장 간단한 죄소 세포회로망 모델을 구성하였다. 최소 모델의 고찰 결과 고유한 감압경로의 존재가능성이 도출되었다.
효모의 생활환에서 보면, 1배체세포는 접합형을 달리하는 양세포사이에서 성접합에 의한 2배체세포를 형성하여 다시 새로운 세대에 이행한다. 이성적세포융합은 2종의 세포사이에서 행해지는 특이성이 매우 높은 반응에 기인하고 있기 때문에, 양 세포간의 관계는 다세포와는 달리 단순하다는 점이 연구재료로서의 이점으로 들 수 있겠다. 이러한 이점을 살려 얻어낸 정보전달기구를 해명하기 위한 몇가지 결과를 소개한다.
인간이라는 개체는 한 개의 수정란에서 발생을 시작하여 개체의 크기에 따라 60조에서 100조개 정도의 세포로 구성되며, 각 세포는 모두 동일한 유전자를 가지고 있다. 인간의 염색체에 존재하는 유전자의 염기서열이 밝혀진 현재, 세포의 고유 기능을 유지하기 위하여 발현되는 유전자는 약35,000개 정도로 알려져 있다. 그러나 장기 또는 조직을 이루는 세포들은 그 조직에 따라 발현되는 유전자가 서로 다르기 때문에 상피세포, 혈액세포, 근육세포 등 모양과 기능이 다른 210여 가지의 세포로 분화되어 있다. (중략)
세포사멸(apoptosis)이란 유전자에 의해 제어되는 세포의 능동적인 죽음을 의미하며 진핵세포만이 가지는 기작으로 세포자살을 일컫는 말이다. 단백질 정보 DB인 UNIPROT으로부터 진핵 생물 종의 세포사멸 단백질(apoptotic protein)을 수집하여 아미노산 서열에 대한 서열비교분석(alignment)을 진행하였다. 그 결과에 따라 다양한 종에 걸쳐 그 서열이 유사하게 유지되는 세포사멸 단백질을 중심단백질로 선정하였다. 비교단백체 분석을 통해서 생물 계통도에서 보여지는 생명종과 이들 단백질과의 연계성을 비교 분석함으로써 단순한 진핵세포에서 점진적으로 확대되는 종까지의 세포사멸 과정을 추론하였다.
한국산 고슴도치 유문부에 있어서 내분비세포를 전자현미경적으로 관찰하여 EC, ECL, D1 및 G형 등의 4종류의 세포를 분류하였다. EC세포는 고전자밀도의 다형태성 과립을 가지며, 과립내에는 더 높은 전자밀도의 dense body가 보였다. 과립의 크기는 $160{\sim}530nm$였다. ECL세포는 원형 또는 난원형의 과립을 가지며, 이들 과립내용물의 전자밀도는 높고, 편재하거나 공포상으로 출현하였다. 과립의 크기는 $200{\sim}560nm$였다. D1세포는 원형의 과립을 가지며, 과립의 전자밀도는 낮고, 때로 한계막과 과립내용물 사이에 좁은 halo를 나타내었다. 과립의 크기는 $130{\sim}400nm$였다. G세포는 원형 또는 난원형의 과립을 가지며, 비교적 낮은 전자밀도의 과립내용물과 한계막 사이에 좁은 halo를 보였다. 과립의 크기는 $140{\sim}370nm$였다.
Toad bladder의 상피수송(上皮輸送)을 분석(分析)하기 위하여 동결치환(凍結置換) 및 동결절단법(凍結切斷法)을 적용(適用)하여 전자현미경(電子顯微鏡) 관찰(觀察)을 실시하였다. 방광(膀胱)의 점막층(粘膜層)은 과립성세포(顆粒性細胞), 미토콘드리아가 풍부한 세포, 점막분필세포(粘膜分泌細胞) 및 기저세포(基底細胞)등 4가지 세포로 구성되어 있었다. 과립성세포(顆粒性細胞)는 점막표면적의 대부분을 점유하며 $Na^+$ 수송(輸送)에 주요한 역할을 하고, 정단부(頂端部)의 세포질에는 다수의 과립이 분포하며 정단세포막(頂端細胞膜)은 microvilli type I로 배열되어 있고, 표면에 glycoprotein을 함유하는 세포외막(細胞外膜)이 관찰되었다. 대조적으로 미토콘드리아가 풍부한 세포는 세포질 전역에 걸쳐 다수의 미토콘드리아가 분포해 있으며 주요 기능은 $H^{+},\;K^{+}$ 및 $HCO_{3}^{-}$ 분필수송(分泌輸送)에 관여할 것으로 생각되며 이들 수송상피(輸送上皮)는 정단부가 견고연접(堅固連接)으로 둘러 싸이고 기저세포막(基底細胞膜)은 인접세포와 서로 분리되므로 상피세포의 극성이 유지되며 정단부(頂端部) 세포막과 기저세포막의 수송특성(輸送特性)은 각기 다르다고 생각된다. 따라서 두꺼비 방광(膀胱)에서 상피수송(上皮輸送)은 세포 통과수송 및 세포간 분류수송 경로를 나타내고 있다. 한편 세포막 투과성(透過性)의 조절과 관련하여 동결절단(凍結切斷) 전자현미경 관찰에 의하면 forskolin에 촉진된 정단부(頂端部) 세포막 투과성의 변화는 세포막내(細胞膜內) 입자(粒子)의 분포와 밀접한 관계를 가지는 것으로 보인다. 특히 과립성세포(顆粒性細胞)에서 집단으로 관찰되는 세포막내(細胞膜內) 입자(粒子)는 forskolin에 유도된 정단세포막(頂端細胞膜) 투과성의 변화를 나타내주는 것으로 사료되나 이의 기능적 의미에 대하여는 연구가 더욱 필요하다고 본다.
B 세포이 가장 중요한 기능은 항체를 생산하여 체액성 면역반응을 조절하는 일이다. B 세포가 항체를 생산해 내는 형질세포(plasma cell)로 분화하기 위해서는 다음의 몇 가지 단계를 거쳐야 한다. 즉 resting 상태에서 mitogen이나 항원의 자극에 의한 활성화(activation)가 첫번째 단계이고 두번째로는 증식(proliferation)이며 마지막 단계가 분화(differentiation)이다. B 세포가 일단 mitogen이나 항원에 의해 활성화가 되면 활성화 된 clone의 증식과 분화는 T 세포에서 생산되는 여러 종류의 림포카인(lymphokine)의 영향하에서 이루어진다. 따라서 B 세포 기능에 영향을 미치는 림포카인의 종류를 알아내고 최근 새롭게 발견되는 림포카인의 B 세포에 대한 영향을 연구함이 중요하리라 생각된다. 여기에서는 B 세포 기능에 영향을 미치는 여러 림포카인의 종류의 그 기능에 관해서 간략하게 기술하고자 한다.
낙동강 하구역에서 1년 동안 채집한 붉은줄참새우, Palaemon macrodatylus를 대상으로 안병에 분포하는 신경성 분비세포의 형태적 특징 및 계절별 분비 활성 변화를 살펴보았다. 안병의 신경계는 신경세포층(lamina ganglionaris), 외수(medulla externs), 내수(medulla interns) 및 종수(medulla terminalis)로 구성되어 있다. 그리고 안병에서 관찰되는 신경성 분비세포는 A, B, C, D세포 등으로 구분되었고 이들의 형태학적 특징은 다음과 같다. A세포의 직경은 약 10 $mu extrm{m}$전후로 주로 외수에 세포군을 이루어 분포하고 있으며, B세포의 직경은 6 $\mu\textrm{m}$전후로 가장 작은 세포이고 핵질이 세포질에 비해 크다. 그리고 C세포의 직경은 15∼20 $\mu\textrm{m}$로 둥근핵을 가지며 내수와 종수에서 B세포와 세포군을 이루어 분포하고 있으며, D세포의 직경은 약20∼30 $\mu\textrm{m}$로서 관찰되는 세포중 가장 크며 타원형의 형태를 보이고 있다. 이들 신경성 분비세포의 계절별 분비 활성 변화를 살펴본 결과,3-4월의 개체에서 A, B및 C세포는 활성화되기 시작하여 6∼7월에는 대부분의 개체에서 활성적인 신경성 분비세포를 가진 것으로 나타났다 그러나 8월 이후 대부분의 개체에서 비활성적인 신경성 분비세포를 가지는 것으로 관찰되었다.
두토막눈썹참갯지렁이의 피부계는 바깥쪽으로 부터 큐티클층, 상피층, 진피층으로 구성된다. 큐티클층은 외분비공을 가지며, 표면은 epicuticular projections로 덮여있다. 큐티클층과 상피층의 지지세포 사이에서는 반접착반이 관찰된다. 상피층에서는 지지세포와 선세포들이 관찰된다. 지지세포는 불규칙한 형태이며, 이들 세포의 핵은 뚜렷하고 크며, $1{\~}2$개의 인을 가진다. 세포질에서는 잘 발달된 당김세사와 다수의 미토콘드리아, 조면소포체, 유리리보좀 그리고 전자밀도가 아주 높은 소수의 색소과립들이 관찰된다. 선세포는 AB-PAS에 청색으로 반응하였으며, 투과전자현미경 관찰 결과 ${\alpha}, {\beta}, {\gamma}$의 세 종류로 구분할 수 있다. 첫 번째 종류인 ${\alpha} type$은 난형으로 뚜렷한 핵을 가지며, 세포질에서는 잘 발달된 당김세사와 막으로 싸인 직경 $0.8{\~}~l.5 {\mu}m$크기의 분비과립들이 세포질 한쪽에 밀집되어 있는 것을 관찰할 수 있다. 두 번째 종류인 ${\beta} type$은 세포의 형태가 불규칙하며, 커다란 공포를 가지며, 직경 $0.5{\~}~0.8 {\mu}m$크기의 분비과립들이 세포질 전체에 분포한다. 세 번째 종류인 ${\gamma} type$은 세포의 형태가 불규칙하며, 잘 발달된 소포체와 골지체 그리고 직경 $0.2{\~}~0.3 {\mu}m$ 크기의 분비과립을 가지며, 이들의 전자밀도는 선세포들의 분비과립 가운데 가장 높다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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