부산정보대학 보건웰빙학부 안경광학과 권오주 교수

 경북대학교 자연대 생명과학부 생물학과 전창진   

 Introduction

Tyrosine hdroxylase는 tyrosine으로 부터 dopamine 합성을 촉진시킨다[2]. 정신병의 일종인 조울증은 인구의 약 1%에 발생하며 사용되는 개선 약물은 adrenaline, dopamine 등의 cate- cholamine neurotransmitter system에 영향을 주어 그 효과를 나타낸다.

Calretinin은 29kDa calcium-binding protein으로 병아리 망막에서 cDNA clone 으로 처음 발견되었고 calcium buffer로 기능을 하며 calcium 관련 신호 전달에 역할을 한다[5].

포유류의 망막에는 15-19 종류의 신경절세포, 9-11 종류의 양극세포, 29 종류의  무축삭세포, 2 종류의 수평세포와 추체, 간체, 뭘러세포가 발견되었다[6].

토끼, 고양이, 개의 망막에 calretinin을 포함하는 망막 신경세포의 종류에 대한 연구와 가 보고되었고[7], 소와 돼지 망막에서 calretinin과 tyrosine hydroxylase을 포함하는 신경세포에 대해서 보고되었다[8].

본 연구에서는 중추신경계의 기능과 구성에 중요한 요소인 tyrosine hydroxylase와 calretinin을 포함하는 흑염소 망막 신경세포에 대해 분석하였다.

Material and methods

Tissue preparation
3-4년 된 건강한 4마리의 흑염소(Capra aegagrus hircus)가 본 연구에 사용되었다. 안구적출 즉시 4% paraformaldehyde in 0.1?M phosphate buffer에서 망막을 분리하여 2시간동안 고정시킨다.

Vertical section을 확인해 보기 위하여 고정된 망막은 4% agar(Sigma, St. Louis, MO)에 넣어 vibratome으로 50㎛로 절단하였다. 

Immunocytochemistry
고정 된 조직에 면역조직화학적 방법을 시행하였다. 1차 항체는 tyrosine hydroxy-lase (Pel-Freez, Rogers, AK)와 calretinin (Chemicon, Temecula, USA)를 1:250 비율로 사용하였고, 2차 항체는 FITC-conjugated goat anti-rabbit IgG (Vector Lab, Burlingame, CA, USA)와 Biotinylated goat anti-rabbit IgG(Vector Lab, Bulingame, CA)를 사용하였다. 각 단계 마다 0.1M phosphate buffer로 세척단계를 거쳤다.

Data analysis
면역조직화학방법 후 조직은 glycerol로 coverslip하여 confocal microscope로 형광 촬영과 Zeiss Axioplan microscope를 사용하여 광학촬영을 하였다.

Result

Fig. 1. Tyrosine Hydroxylase-positive cells in whole mount of korean black goat retina. bar=50 ㎛.

Fig. 2. Calretinin-positive cells in fluorescence-reacted 50 ㎛ vertical section of korean black goat retina. (A) Arrowheads indicate horizontal cell. amacrine cells (B) Arrowheads indicate ganglion cell. Several amacrine cells are well stained. GCL: ganglion cell layer, IPL: innerplexiform layer INL: innernuclear layer, OPL: outerplexiform layer, ONL: outernuclear layer. bar=20 ㎛.

Fig. 3. Calretinin-positive cells in whole mount of korean black goat retina. The density of ganglion cell is most high in visual streak. bar=40 ㎛.

Discussion

흑염소 학명은 Capra aegagrus hircus으로 소목 솟과에 속한다. 사물을 선명하게 볼 수 있는 망막의 영역은 동물마다 그 특색이 있다. 사람은 하나의 fovea를 가지며, 비둘기는 두개의 fovea를 가진다.

반면 초식동물의 경우 fovea가 아닌 visual streak의 형태를 가지고 있어 보다 넓은 지역을 선명하게 볼 수 있다. 토끼는 수평으로 하나의 visual streak를 가지는 반면 본 실험 대상인 흑염소는 수평방향과 수직방향으로 두개의 visual streak를 가지는 특이한 특징을 보인다[9].

돼지와 소의 망막에서 신경절세포, 무축삭세포, 수평세포가 calretinin을 가지고 있으며, tyrosine hydroxylase는 소, 돼지의 망막에서 내핵층에 위치한 monostratified 무축삭세포, 가장 내층인 신경절세포층에 위치한 displaced 무축삭세포가 포함하고 있다[8].

Calretinin을 포함하는 세포는 동물마다 약간의 차이가 있는데 고양이와 개의 망막에 있는 수평세포는 calretinin을 가지고 있지만 토끼의 망막에서는 수평세포가 calretinin을 가지고 있지 않음을 볼 수 있다[7].

본 연구 대상인 흑염소에서는 calretinin이 망막 신경절세포, 수평세포, 무축삭세포, 신경절세포에 분포하고 있음을 확인하였고 무축삭세포는 그 종류가 다른 동물에서 처럼 AII 무축삭세포임을 형태를 통해 확인하였다.

신경절세포층에 분포하고 있는 displaced 무축삭세포도 Tyrosine hydroxylase를 포함하고 있음을 확인하였다. 추후 tyrosine hydroxylase와 calretinin를 포함하지 않은 흑염소의 양극세포를 염색하여 세포 종류를 확인할 필요성이 있으며 다른 동물들과는 달리 흑염소에 형성된 두 방향의 visual streak에 위치한 tyrosine hydroxylase와 calretinin을 가지고 있는 신경세포의 분포도 확인이 필요할 것으로 생각된다. 

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