Retinoic acid가 흰쥐 무릎관절의 발생에 미치는 영향

김원규; 이문구; 정호삼

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김원규 이문구 정호삼

저널정보: 대한체질인류학회 해부·생물인류학 대한체질인류학회지 제13권 제1호

발행연도: 2000.3

수록면: 39 - 53 (15page)

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Vitamin A와 그 활성대사산물인 retinoic acid (RA)는 개체의 성장, 분화, 형태발생, 면역계 등에 중요한 역할을 수행하지만 개체의 발생과정중 농도변화가 일어나면 선천성 기형을 유발하므로 정상발생과정중 내재성 retinoid의 농도를 유지하는 것은 매우 중요한 의미를 갖는다. 포유류의 경우 retinoid의 과다 혹은 강소는 배자 의 비정상적인 기형을 유발하며, 특히 RA 과다증은 중추신경계, 안면부 빚 사지의 가형을 유발한다고 알려져 있다. 골격발생에 대한 RA의 역할은 아직 명백히 밝혀진 바는 없으나 중간엽세포가 연골모세포로 분화하는 과정을 억제하거나 혹은 연골모세포의 당단백합성과정을 방해하여 연골형성이 저해된다는 여러 가설이 제기되고 있다 이에 실험자는 RA를 실험동물에 투여하면 생체내 RA균형에 영향을 미쳐 골격계에도 작용하여 흰쥐태아 의 무릎관정 방생에 영향을 일으킬 것으로 생각되어 연구에 착수하였다. 이 실험에서는 건강한 SPF 성숙 흰쥐를 사용하여, 야간에 암수 흰쥐를 교배시키고, 다음날 아침 질도말법을 시행하여 정자가 확인된 날을 임신 제l일로 정하였다 실험군에는 임신 제 10일에 Iveoil에 녹인 RA(100 mg/kg)를 모체에 경구투여하였고, 대조문에는 동량의 olive oil 을 경구투여하였으며 태령 18일, 20일 및 생후 l일된 흰쥐의 무릎부위의 조직을 적출하였다. 태령에 따른 연골 벚 뼈의 형성과정을 관찰하기 위하여 alizarin red S 및 alcian blue 이중 염색을 시행하였고, 무릎판정의 일반적인 발생파정을 관찰하기 위하여 hematoxylin 잊 eosm 염색을 시행하였으며, 조직의 정상발생 과정중 세포의 이동, 분화 및 세포사이경함에 필수적인 물질인 fibronectin에 대한 연역조직화학염색법을 시행하여 광학현미경으로 관찰하였고, 무릎관절을 이루는 관절연골내 연공세포에서 미세구조의 변화를 관찰하기 위하 여 전자현미경 조직표본을 제작한 후 전자현미경으로 관창하여 마음과 같은 결과를 얻었다.
1. Retinoic acid 투여군에서는 대조군에 비하여 중간엽세포로부터 연골세포로의 분화가 지연되였고, 골화 및 뼈의 성장, 무릎관절을 구성하는 관절연골의 연골화 과정이 현저히 저하되었으며, fibronectin에 대한 연역 조직화학엽색에서 극소적인 분포와 약한 반응을 관찰하였다.
2. Retnoic acid 투여군에서는 대조군에 비하여 연골세포내 과립세포질세망 수조의 단절, 확장 빛 낭상화와 수조가 위축된 Golgi 복항체 등 손상받은 소견이 관창되었다.
이상의 결과를 종합하면 retinoic acid는 세포에 직접적인 독성으로 작용하여 중간엽세포의 연골모세포의 분화를 억제하여 골화 및 뼈의 생장을 방해하고, 관절강의 형성을 지연시켜, 무릎관절의 정상적인 발생을 방해 하는 것으로 생각된다.

Vitamin A and its active metabolites, retinoic acid, importantly act on growth, differentiation, and morphogenesis of individual, and immune system. Retinoid, derived from vitamin A, has used for treatment regimen of some dermato-logic disorders and has excellent effect on treatment and prevention of some kinds of cancer. But, changes in concentration of biologically essential vitamin A and its derivatives during development induce congenital anomaly. So, maintenance of retinoic acid concentration during development is very important. In mammals, lower or higher concentration of retinoic acid has known to induce anomaly in embryo, especially higher concentration of retinoic acid induce anomaly of central nervous system, face, and limbs. Higher concentration of this retinoic acid will induce some congenital anomaly, especially large effect on skeleton during development will induce skeletal anomaly in developing knee joint of fetal rat. So, we started this study to observe abnormal development.
The author used healthy Sprague-Dawley rats. Following a single oral dose of 100 mg/kg of retinoic acid to pregnant rats on day 10 of gestation, fetuses were collected on day 18, and 20 of gestation, and the 1st day after birth.
Hematoxylin and eosin double stain was done to observe the general developmental process of knee joint, and fibronectin immunohistochemical stain to observe fibronectin, essential for migration, differentiation, and adhesion of cells during normal development, and alizarin red Sand alcian blue double stain was done to observe chondrogenesis and osteogenesis. Electron microscopic study was done to observe ultrastructural changes of articular cartilage of tibia. The results were as follows:
1. In retinoic acid administrated group diffrenetiation of chondroblast, ossification and growth of bone, chondroge-nesis of articular cartilage were markedly reduced. The immunohistochemical study for fibronectin revealed weak reaction, and distribution of fibronectin was locally limited.
2. Rough endoplasmic reticulum with fragmented, dilated and sacculated cisternae, Golgi complex with atrophied cisternae and mitochondria with swollon and dissolved cristae were observed in chondrocyte of retinoic acid administrated group.
These results suggest that retinoic acid induces inhibition of differentiation of mesenchymal cells to chondroblasts via direct cytotoxic action, and delays ossification and growth of bone and formation of joint cavity, thus prevents nOlmal development of knee joints in rats.

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