신 이형성증(renal dysplasia)은 신장의 발생과정에서 요관싹 (ureteric bud)과 신발생 모체(metanephric blastema) 사이의 상호작용이 정상적으로 일어나지 않아 일어나는 후신(metanephros) 조직의 이상 분화이다. 그 결과 신 실질의 비정상적인 발달로 인해 원시관 (primitive duct), 미분화 중간엽 조직, 연골 형성과 무질서한 엽구성등의 특징적인 조직학적 소견을 보인다. 신 이형성증은 대부분 소아나 산전 진찰에서 발견되며 그 병인은 아직 완전히 정립되어있지 않다. 최근 많은 분자 생물학적 연구들을 통해 PAX2 유전자의 ...
신 이형성증(renal dysplasia)은 신장의 발생과정에서 요관싹 (ureteric bud)과 신발생 모체(metanephric blastema) 사이의 상호작용이 정상적으로 일어나지 않아 일어나는 후신(metanephros) 조직의 이상 분화이다. 그 결과 신 실질의 비정상적인 발달로 인해 원시관 (primitive duct), 미분화 중간엽 조직, 연골 형성과 무질서한 엽구성등의 특징적인 조직학적 소견을 보인다. 신 이형성증은 대부분 소아나 산전 진찰에서 발견되며 그 병인은 아직 완전히 정립되어있지 않다. 최근 많은 분자 생물학적 연구들을 통해 PAX2 유전자의 변이가 쥐와 사람의 신 이형성증과 저형성증 등의 신장발생의 결함에 중요한 원인임이 밝혀졌다. PAX2는 신장의 발생과정에 중요한 전사인자중 하나로 신 이형성증의 원시관 상피에서 과발현되며 과도한 세포자멸사를 유발함이 밝혀졌고, 이러한 세포 자멸사와 증식 양식의 변화가 신 이형성증 발생에서 나타나는 비정상적인 분화의 주요 원인으로 받아들여지고 있다. 지금까지 이루어진 대부분의 신 이형성증에 대한 연구는 제태기와 소아기의 신장발달단계에 중점을 두고 이루어졌고, 상대적으로 출생 후 성인이 되면서 이러한 신장의 비정상적 분화들이 보이는 형태 변화와 PAX2 발현양상에 대한 연구는 체계적으로 이루어지지 않았다.본 연구에서는 정상 신장과 신 이형성증에서 PAX2의 발현 양상을 분석하고 소아군 20예와 성인군 10예의 신 이형성증을 보이는 신장의 파라핀 포매 조직을 이용하여 병리학적 특징, PAX2의 발현과 세포자멸사지수, 그리고 원시관 주변의 중간엽 조직의 분화 정도의 차이를 비교 분석해 보았다.정상 태아의 신장에서 PAX2는 피막밑 신장발생 구역에 국한되어 강한 발현을 보였고 중심부로 성숙되면서 발현이 뚜렷이 감소하였다. S자형 신장발생 소포의 상피에서 PAX2의 강한 발현을 보였고 성숙한 발세포에서는 발현되지 않았으며 원위관과 집합관의 상피에서 강한 발현을 보였다. 정상 성인의 신장에서는 보우만 주머니의 벽쪽 상피세포와 원위관과 집합관의 핵에서 다양한 강도로 발현되었고 사구체, 발세포, 근위관, 혈관, 사이질 세포등에서는 발현되지 않았다. 신 이형성증에서 PAX2는 원시관 상피에서 강하게 발현되었고 주변의 미분화 중간엽 조직에서는 발현되지 않았다. 원시관의 상피의 PAX2 발현은 성인군에서 유의한 감소를 보였고(p=0.007), 주변의 신장 조직에서는 집합관 상피에서의 PAX2 발현강도가 성인군에서 소아군에 비해 유의한 차이를 보이며 감소하였다(p=0.004). 원시관 상피세포의 세포자멸사지수를 주위의 정상적인 집합관 상피세포와 비교하였을때 유의한 증가를 보였으나(p=0.000), 세포자멸사지수는 소아군과 성인군간에 유의한 차이가 없었다(p=0.882). 그러나 원시관에서 보다 미분화 실질에서 세포자멸사가 더 활발한 경향을 보였다. 원시관을 둘러싸는 중간엽 세포들은 대부분 섬유근육분화를 나타내었고 성인군에서 소아군에 비해 smooth muscle actin (SMA)과 trichrome 염색의 강도가 감소하는 경향을 보였다.이러한 결과들을 종합해 볼 때 신 이형성증에서 원시관에서 PAX2의 이상 과발현은 성인이 된 후에도 지속되나 소아에서 보다 발현이 감소하고 미분화 중배엽 실질의 섬유근육 분화도 감소하여 신 이형성증은 시간이 지남에 따라 점차 쇠퇴하는 것으로 생각된다.
신 이형성증(renal dysplasia)은 신장의 발생과정에서 요관싹 (ureteric bud)과 신발생 모체(metanephric blastema) 사이의 상호작용이 정상적으로 일어나지 않아 일어나는 후신(metanephros) 조직의 이상 분화이다. 그 결과 신 실질의 비정상적인 발달로 인해 원시관 (primitive duct), 미분화 중간엽 조직, 연골 형성과 무질서한 엽구성등의 특징적인 조직학적 소견을 보인다. 신 이형성증은 대부분 소아나 산전 진찰에서 발견되며 그 병인은 아직 완전히 정립되어있지 않다. 최근 많은 분자 생물학적 연구들을 통해 PAX2 유전자의 변이가 쥐와 사람의 신 이형성증과 저형성증 등의 신장발생의 결함에 중요한 원인임이 밝혀졌다. PAX2는 신장의 발생과정에 중요한 전사인자중 하나로 신 이형성증의 원시관 상피에서 과발현되며 과도한 세포자멸사를 유발함이 밝혀졌고, 이러한 세포 자멸사와 증식 양식의 변화가 신 이형성증 발생에서 나타나는 비정상적인 분화의 주요 원인으로 받아들여지고 있다. 지금까지 이루어진 대부분의 신 이형성증에 대한 연구는 제태기와 소아기의 신장발달단계에 중점을 두고 이루어졌고, 상대적으로 출생 후 성인이 되면서 이러한 신장의 비정상적 분화들이 보이는 형태 변화와 PAX2 발현양상에 대한 연구는 체계적으로 이루어지지 않았다.본 연구에서는 정상 신장과 신 이형성증에서 PAX2의 발현 양상을 분석하고 소아군 20예와 성인군 10예의 신 이형성증을 보이는 신장의 파라핀 포매 조직을 이용하여 병리학적 특징, PAX2의 발현과 세포자멸사지수, 그리고 원시관 주변의 중간엽 조직의 분화 정도의 차이를 비교 분석해 보았다.정상 태아의 신장에서 PAX2는 피막밑 신장발생 구역에 국한되어 강한 발현을 보였고 중심부로 성숙되면서 발현이 뚜렷이 감소하였다. S자형 신장발생 소포의 상피에서 PAX2의 강한 발현을 보였고 성숙한 발세포에서는 발현되지 않았으며 원위관과 집합관의 상피에서 강한 발현을 보였다. 정상 성인의 신장에서는 보우만 주머니의 벽쪽 상피세포와 원위관과 집합관의 핵에서 다양한 강도로 발현되었고 사구체, 발세포, 근위관, 혈관, 사이질 세포등에서는 발현되지 않았다. 신 이형성증에서 PAX2는 원시관 상피에서 강하게 발현되었고 주변의 미분화 중간엽 조직에서는 발현되지 않았다. 원시관의 상피의 PAX2 발현은 성인군에서 유의한 감소를 보였고(p=0.007), 주변의 신장 조직에서는 집합관 상피에서의 PAX2 발현강도가 성인군에서 소아군에 비해 유의한 차이를 보이며 감소하였다(p=0.004). 원시관 상피세포의 세포자멸사지수를 주위의 정상적인 집합관 상피세포와 비교하였을때 유의한 증가를 보였으나(p=0.000), 세포자멸사지수는 소아군과 성인군간에 유의한 차이가 없었다(p=0.882). 그러나 원시관에서 보다 미분화 실질에서 세포자멸사가 더 활발한 경향을 보였다. 원시관을 둘러싸는 중간엽 세포들은 대부분 섬유근육분화를 나타내었고 성인군에서 소아군에 비해 smooth muscle actin (SMA)과 trichrome 염색의 강도가 감소하는 경향을 보였다.이러한 결과들을 종합해 볼 때 신 이형성증에서 원시관에서 PAX2의 이상 과발현은 성인이 된 후에도 지속되나 소아에서 보다 발현이 감소하고 미분화 중배엽 실질의 섬유근육 분화도 감소하여 신 이형성증은 시간이 지남에 따라 점차 쇠퇴하는 것으로 생각된다.
Renal dysplasia is an abnormal development of the kidney, which results from abnormal differentiation of metanephros caused by abnormal interaction between ureteric bud and metanephric blastema. As a result of maldevelopment, disordered renal lobation and abnormal structures, such as primitive ducts...
Renal dysplasia is an abnormal development of the kidney, which results from abnormal differentiation of metanephros caused by abnormal interaction between ureteric bud and metanephric blastema. As a result of maldevelopment, disordered renal lobation and abnormal structures, such as primitive ducts, undifferentiated mesenchyme, and metaplastic cartilage appear in renal dysplasia.The pathogenesis of renal dysplasia has not been clearly established so far. Recently, molecular biologic studies have demonstrated that PAX2 gene mutation plays a major role in the development of renal dysplasia and hypoplasia. PAX2, one of the important transcription factors in nephrogenesis, is overexpressed in the epithelium of dysplastic kidney, which results in excessive apoptosis. Although renal dysplasia has been mostly detected in perinatal period or in early childhood, it can also be diagnosed in adults. However, morphologic changes and PAX2 expressions have rarely been studied in adults with renal dysplasia.This study was aimed to compare PAX2 expression in normal fetal kidneys to those of adults. We also compared the differences of histologic features, PAX2 expression, apoptosis, and degree of mesenchymal differentiation in the dysplastic kidneys between adults and children. A total of 30 cases (10 adults and 20 children), diagnosed as renal dysplasia by nephrectomy, were the subject of the study. Histologic examination was performed using paraffin-embedded hematoxylin-eosin stained sections. PAX2 expression was evaluated using immunohistochemistry. Apoptosis was detected by Apop Tag detection kit. Each two cases of normal fetal kidneys and adult kidneys served as controls.In normal fetal kidneys, PAX2 was strongly expressed in the subcapsular nephrogenic zone, and decreased down to the center along with maturation. PAX2 was also strongly expressed in the epithelia of distal tubules, and collecting ducts, but not in the mature podocytes and proximal tubules. In normal adult kidneys, PAX2 expression was similar to that of fetus. In dysplastic kidneys of children, PAX2 showed a strong expression in epithelia of primitive ducts, but not in the surrounding undifferentiated mesenchyme. PAX2 expression was sustained in the primitive ducts of adult dysplastic kidneys, but showed a signigicant decrease compared to those of children (p=0.007). Primitive duct epithelia showed significantly higher apoptosis index compared to the normal surrounding collecting duct epithelia (p=0.000). Apoptosis tended to be more prominent in the undifferentiated mesenchyma tnan the primitive duct epithelia. The mesenchymal cells surrounding the primitive ducts showed fibromuscular differentiation on smooth muscle actin and trichrome stains, and the staining intensity was decreased in adults compared to that of children.In conclusion, PAX2 is overexpressed in the primitive ducts of renal dysplasia, which is sustained until adulthood. However, decrease of PAX2 expression in dysplastic epithelia and fibromuscular differentiation of mesenchyme of adults compared to children may suggest a gradual regression with time.
Renal dysplasia is an abnormal development of the kidney, which results from abnormal differentiation of metanephros caused by abnormal interaction between ureteric bud and metanephric blastema. As a result of maldevelopment, disordered renal lobation and abnormal structures, such as primitive ducts, undifferentiated mesenchyme, and metaplastic cartilage appear in renal dysplasia.The pathogenesis of renal dysplasia has not been clearly established so far. Recently, molecular biologic studies have demonstrated that PAX2 gene mutation plays a major role in the development of renal dysplasia and hypoplasia. PAX2, one of the important transcription factors in nephrogenesis, is overexpressed in the epithelium of dysplastic kidney, which results in excessive apoptosis. Although renal dysplasia has been mostly detected in perinatal period or in early childhood, it can also be diagnosed in adults. However, morphologic changes and PAX2 expressions have rarely been studied in adults with renal dysplasia.This study was aimed to compare PAX2 expression in normal fetal kidneys to those of adults. We also compared the differences of histologic features, PAX2 expression, apoptosis, and degree of mesenchymal differentiation in the dysplastic kidneys between adults and children. A total of 30 cases (10 adults and 20 children), diagnosed as renal dysplasia by nephrectomy, were the subject of the study. Histologic examination was performed using paraffin-embedded hematoxylin-eosin stained sections. PAX2 expression was evaluated using immunohistochemistry. Apoptosis was detected by Apop Tag detection kit. Each two cases of normal fetal kidneys and adult kidneys served as controls.In normal fetal kidneys, PAX2 was strongly expressed in the subcapsular nephrogenic zone, and decreased down to the center along with maturation. PAX2 was also strongly expressed in the epithelia of distal tubules, and collecting ducts, but not in the mature podocytes and proximal tubules. In normal adult kidneys, PAX2 expression was similar to that of fetus. In dysplastic kidneys of children, PAX2 showed a strong expression in epithelia of primitive ducts, but not in the surrounding undifferentiated mesenchyme. PAX2 expression was sustained in the primitive ducts of adult dysplastic kidneys, but showed a signigicant decrease compared to those of children (p=0.007). Primitive duct epithelia showed significantly higher apoptosis index compared to the normal surrounding collecting duct epithelia (p=0.000). Apoptosis tended to be more prominent in the undifferentiated mesenchyma tnan the primitive duct epithelia. The mesenchymal cells surrounding the primitive ducts showed fibromuscular differentiation on smooth muscle actin and trichrome stains, and the staining intensity was decreased in adults compared to that of children.In conclusion, PAX2 is overexpressed in the primitive ducts of renal dysplasia, which is sustained until adulthood. However, decrease of PAX2 expression in dysplastic epithelia and fibromuscular differentiation of mesenchyme of adults compared to children may suggest a gradual regression with time.
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