초록 ▼

발생학적으로 중간뇌(midbrain)에 해당하는 조류의 시각덮개에서 신경아교세포인 별아교세포와 희소돌기아교세포의 출현 시기 및 위치, 이주경로 및 양상,과 분화유도 물질의 확인 등 시각덮개를 통하여 중간뇌 발생의 전 과정을 새로운 연구기법과 동물모델을 도입하여 밝힌다.
최근 신경아교세포가 중추신경계통에서 단순히 신경세포의 보조적 역할만을 수행 하는 지지세포(supporting cell)로 뿐만 아니라, 기능에 문제가 생기면 중추신경계통 전반에 치명적인 이상을 야기하는 중요한 세포로 인식되고 있다. 그러나 신경아교세 포의 발생과

발생학적으로 중간뇌(midbrain)에 해당하는 조류의 시각덮개에서 신경아교세포인 별아교세포와 희소돌기아교세포의 출현 시기 및 위치, 이주경로 및 양상,과 분화유도 물질의 확인 등 시각덮개를 통하여 중간뇌 발생의 전 과정을 새로운 연구기법과 동물모델을 도입하여 밝힌다.
최근 신경아교세포가 중추신경계통에서 단순히 신경세포의 보조적 역할만을 수행 하는 지지세포(supporting cell)로 뿐만 아니라, 기능에 문제가 생기면 중추신경계통 전반에 치명적인 이상을 야기하는 중요한 세포로 인식되고 있다. 그러나 신경아교세 포의 발생과정은 신경세포의 발생만큼 잘 알려져 있지 않았을 뿐만 아니라 이 세포의 기원, 이주 및 분화에 대한 포괄적인 연구는 잘 이루어져 있지 않은 실정이다. 본 연구과제는 닭 배자를 모델로 하여 그동안 논란이 되어온 신경아교세포의 발생, 이주 및 분화에 대한 일련의 문제를 새롭게 정립하고자 다음과 같은 부분을 관찰 하였다.
발생 중인 닭배자의 시각덮개에서 별아교세포와 희소돌기아교세포의 출현 시기, 출현부위, 분포양상을 일차적으로 면역염색법으로 관찰하고, 이 연구 결과를 바탕으로 각세포의 출현 부위를 세포추적자(cell tracer)를 이용하여 검색하였다. 이 들 세포의 이주경로를 확인하기 위해 세포추적자와 조직배양을 시행하여 확인하였고, 최종적으로 세포배양을 통해 분화물질을 영향을 확인하였다. 또한 이 과정에서 발생 초기에 신경 아교세포와 주변 혈관과의 긴밀한 상호 연관성이 있음을 관찰 하였다
본 연구과제는 처음 계획하였던 바를 충실히 수행하여 희소돌기아교세포와 별아교 세포의 발생을 다양한 형태학적인 기법과 분자세포생물학적인 기법 등을 이용하여 포괄적으로 밝혔다. 본 연구에서 새롭게 확립한 신경아교세포의 발생이론은 다음과 같다. 시각덮개의 별아교세포는 셋째뇌실의 배쪽부분에서 유래하여 망막-덮개로 (retino-tectal pathway)를 따라 시각덮개로 이주하였고, 일부의 세포는 시각덮개 내신경상피층에서 유래되어 부챗살아교세포(radial glia)를 따라 부챗살이주(radial migration)를 하였다. 이는 별아교세포가 부챗살아교세포에서 유래한다는 기존의 보고와 종합해 볼 때, 적어도 시각덮개의 별아교세포는 각기 다른 3부위에서 기원한다. 이중 시각덮개 내 신경상피의 별아교세포로의 분화는 basic fibroblast growth factor (bFGF)의 영향이 큰 것으로 판단되었다. 시각덮개의 희소돌기아교세포도 신경관 바닥판에서 국소적으로 유래된 희소돌기아교세포의 전구세포, 셋째뇌실의 배쪽부분 및 덮개뇌실의 신경상피층인 3부위에서 유래하였다. 또한 시각덮개의 신경상피층에서 유래한 희소돌기아교세포는 sonic hedgehog (Shh)에 의해 분화되었을 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 이 연구결과는 중간뇌의 신경아교세포가 발생학적으로 뭇기원 (multiple origin)을 보이며, 다양하지만 고유한 이주경로를 갖고 있음을 밝힌 최초의 연구이다.

Abstract ▼

This research focuses on the origin timing, origin site, migration path, migration pattern, spatiotemporal distribution and differentiation of macroglias including astrocytes and oligodendrocytes in the optic tectum, which is developmentally the midbrain in the avian and homologous to the superior c

This research focuses on the origin timing, origin site, migration path, migration pattern, spatiotemporal distribution and differentiation of macroglias including astrocytes and oligodendrocytes in the optic tectum, which is developmentally the midbrain in the avian and homologous to the superior colliculus in the mammalian using neuroanatomical and molecular biological methods including novel recent morphological techniques.
Development of the central nervous system has the unique pattern according to the specific region. However, there is no comprehensive study about macroglial development including their origin, migration and differentiation of the brain. To understand macroglial development in the chick embryonic optic tectum, we designed to introduce molecular techniques into cell biology based on morphology in this project. We planed to investigate the following 3 aims: First, we described the spatiotemporal emergence and time course of radial glia, astrocytes and oligodendrocytes in the optic tectum by using immunostaining and electronmicroscopy. We investigated ontogeny of these macroglia by using retroviral labeling techniques. Finally, we identified that specific factors induced to differentiate tectal neuroepithelial cells into oligodendrocytes or astrocytes.
In this project, we first hypothesized novel developmental theory about multiple origin of macroglial cells in the optic tectum, a part of the midbrain. We verify them clearly using various neuroanatomical technique as follows: Astrocytes derived from the ventral neuroepithelium of the third ventricle migrated to the optic tectum through the stratum opticum (SO) with ventral-to-dorsal pattern. On the other hand, astrocytes derived from the tectal ventricular neuroepithelium migrate radially to the pial surface with inside-to-outside pattern. Retroviral tracing analysis confirmed our immunohistochemical data about origin sites and migratory paths of tectal astrocytes. These results, together with the report that radial glia cells transdifferentiate to astrocytes, strongly suggest that tectum astrocytes have, at least, 3 different origin sites. Development of tectal astrocytes may be upregulated by basic fibroblast growth factor (bFGF). Oligodendrocyte precursor cells (OPCs) first appeared bilaterally on either side of the floor plate at E5. At E7, OPCs appeared in another site along the ventralmidline of the third ventricle, just dorsal to the optic chiasm, and dispersed bilaterally along the optic tract and then migrated to the optic tectum in the stratum opticum (SO). In addition to these extrinsic OPCs, OPCs intrinsic to the tectal ventricle zone were identified at E14.
These data support stage-specific dorsoventral origins and distribution of oligodendrocytes populating the optic tectum. Development of tectal oligodendrocytes may be upregulated by sonic hedgehog (Shh) signalling.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...10
• 3. 결과 및 고찰...18
• 4. 결론...63
• 5. 인용문헌...65
• 6. 연구성과...69