서     론

   대부분의 포유동물에서 발견되는 서골코기관(vomeronasal organ)은 비중격의 전하방에 위치하며 화학수용체세포(chemoreceptor)를 함유하고 있다. 또한 동물에서는 공기 중에 퍼지는 화학물질(pheromone)을 분비하여 특이한 행동을 유발하거나 같은 종족사이에 정보를 교환함으로써 종족을 보존하기도 한다. 사람에서는 서골코기관이 태아기에 비중격 양측에서 관찰되지만, 태생전에 퇴화되고 성인이 되면 흔적만 발견된다. 이 기관은 해면조직과 해면양 혈관으로 구성되어 있으며 각 혈관들의 수축 및 이완작용은 비구개신경의 혈관운동섬유가 관여한다.¹⁾²⁾
   1980년대 말부터 산화질소를 생성하는 신경에 대한 연구가 시작된 이후, 최근 NADPH-diaphorase를 이용한 조직화학염색법과 면역조직화학염색법을 이용하여 주로 감각신경섬유가 분포되어 있는 비강 및 기관의 호흡상피세포에서 산화질소와 관계되는 신경섬유(nitroxidergic nerve fiber)의 존재가 보고되고 있다. 이후 상기도 점막에서 산화질소의 역할에 대한 관심이 집중되기 시작하였으며, 이들 보고자들^3-6)에 의하면 산화질소가 호흡상피세포, 혈관세포, 선 구조물(gland structure) 및 신경절 부위 등에서 관찰되는 것으로 보아 산화질소가 호흡상피에서 혈류조절, 분비기능 및 신경전달물질(neurotransmitter)등에 관여한다고 하였다.
   Lee등⁷⁾에 의하면 NADPH-diaphorase에 의한 조직화학염색을 시행한 결과 후각계의 구조물인 주후구(olfactory bulb), 부후구(accessory olfactory bulb)와 후각상피(olfactory epithelium) 등의 후각신경구조(olfactory nervous system)에서 산화질소(NO)가 관찰되는 것이 보고되었다. 한편, 후각계의 일부구조이고 신경원이 부후구로 투사하는 서골코기관에서 산화질소의 분포에 따른 연구를 살펴 보면 Matsuda⁸⁾등은 쥐의 서골코기관에서 NADPH-diaphorase 양성반응이 주로 수용체가 없는 부위, 혈관주위와 점막하선에서 관찰된다고 보고하였으며, 이에 반해 Kishimoto⁹⁾등은 서골코기관 중 주로 혈관주위에만 NADPH-diaphorase 양성반응이 관찰된다고 하여 서로 일치하지 않은 양상을 보였다.
   이에 저자들은 쥐의 서골코기관 조직에서 NADPH-diaphorase를 이용한 조직화학염색법을 시행하여 간접적으로 산화질소의 존재여부를 관찰함으로써 서골코기관과 산화질소와의 관계를 밝히기 위한 기초자료로 삼고자 하였다.

대상 및 방법

실험동물 및 검체의 처치

   실험동물은 체중 250~300 gm 내외의 수컷 Spague-Dawley종 흰쥐 10마리를 사용하였다. 2% thiopental sodium을 체중 kg당 50 ㎎씩 복강내 주입하여 마취한 후 개흉하여 심장을 노출시켰다. 주사바늘(14 gauge)을 좌심실을 통해 상행대동맥으로 삽입하고 우심방을 절제하여 생리 식염수로 관류한 후 인산완충용액(phosphate-buffered solution)에 용해된 4% paraformaldehyde 용액으로 20분간 조직을 관류 고정한 다음, 서골코기관을 포함하여 비중격부위를 적출하였다. 적출된 조직은 4% paraformaldehyde 용액으로 4 에서 2시간 고정한 후 고정된 검체는 인산완충용액으로 5분간 3회 세척하고 NADPH-diaphorase를 이용한 조직화학염색 표본을 위해서 25% sucrose-PBS에 넣어 4 의 냉장고내에서 하룻밤을 보관하였다.

NADPH-diaphorase 조직화학염색

   고정된 검체를 OCT compound 용액에 담아 건조시킨 후 활주냉동 절편기로 6 ㎛ 두께의 연속 관상절편을 얻고 인산완충용액으로 3분씩 세차예 세척하였다. 각각의 조직절편을 37°C에서 45분간 1 ㎖의 NADPH stock용액(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO), 20 ㎕의 nitro blue tetrazolium(NBT) stock용액(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO), 980 ㎕의 0.2% Triton-X 인산완충용액(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO)의 혼합용액에서 반응시키고, 인산완충용액으로 3분씩 세차예 세척하였다. 이때 연속된 5개의 절편마다 한장의 절편은 Hematoxylin-Eosin 염색(H-E stain)을 하여 염증성 변화 유무 및 정확한 구조를 관찰하였다.
   각각의 stock용액은 다음과 같이 제조하였다. NADPH stock용액은 10 ㎎의 NADPH와 5 ㎖의 인산완충용액을 혼합하여 제조하였으며, NBT stock용액은 10 ㎎의 NBT와 1 ㎖의 증류수를 혼합하여 제조하였다. 0.2% Triton-X는 0.1M의 인산완충용액 100 ㎖와 200 ㎕의 Triton-X를 혼합하여 제조하였다.
   염색된 조직절편을 40배, 100배 및 400배의 광학현미경으로 관찰하였다.

결     과

   Hematoxylin-Eosin 염색상에서 서골코기관은 크게 신경상피조직인 수용체부위(receptor area)와 수용체가 없는 부위(receptor-free area)로 구분되었다. 수용체가 없는 부위는 상피세포, 해면상혈관(cavernous tissue), 서골코분비선(vomeronasal gland)이 관찰되었다. 각 부위는 서로 가느다란 내강에 의해 분리되어 있는 것이 관찰되었다(Fig. 1).
   서골코기관내의 NADPH-diaphorase를 이용하여 조직화학적 염색을 시행한 결과 해면상혈관부위(Fig. 2-B)와 점막하선(Fig. 2-C)에 NADPH-diaphorase가 강한 양성반응이 관찰되었으며, 수용체부위와 수용체가 없는 부위에서는 NADPH diaphorase가 음성으로 나타났다(Fig. 2-A, B and C, Table 1). 특히, 해면상혈관부위에서는 내측(medial wall)부위에 비해 혈관의 외측(lateral wall)부위에 더 강한 양성반응이 관찰되었으며 혈관주위의 신경섬유에서도 양성반응이 관찰되었다(Fig. 2-B and C, Table 1).

고     찰

    쥐의 서골코기관은 비중격하부의 골성피막(bony capsule)에 의해 둘러싸여진 한 쌍의 공동(paired hollow tube)으로 비강과 교통하는 구조로 되어있고 조직학상 3개의 다른 부위로 나누어진다.¹⁰⁾
   문측(rostral)부위는 편평중층상피로 덮여있고, 중심부위는 반월형으로 외측은 위섬모중층상피이며 내측은 특수감각상피(specialized sensory epithelium)로 덮여있다. 미측(caudal)부위에서는 내강이 90°로 회전하여 위중층상피가 등부(dorsal)에 보이고, 배부(ventral)에 감각상피(sensory epithelium)가 존재한다.¹¹⁾ 감각상피의 분포는 서골코기관의 문측과 중심부사이에서 그 경계가 명확하게 보이고 혈관구조 역시 각 부위마다 약간의 차이가 있고 그 중심부의 경우 하나의 큰 정맥동이 서골코기관의 외측을 따라 주행하고 혈관벽이 두꺼운 외벽과 얇은 내벽으로 구성되어 서로 비대칭인 모양을 보인다.¹²⁾
   본 실험의 경우 NADPH-diaphorase 양성반응이 혈관부위와 점막하선에서만 관찰되었으며, 수용체부위와 수용체가 없는 부위 등과 같은 신경구조물에서는 보이지 않았다. 또한 혈관부위중 내측보다는 외측혈관부위에서 더 강한 양성반응이 나타났다. 외측혈관부위에서 더 강한 양성반응이 나타난 이유는 조직학적으로 서골코기관에서는 혈관의 외측벽이 내측벽보다 더 두껍기 때문으로 생각된다. 다른 연구결과와 저자들의 결과를 비교하면 혈관부위는 Kishimoto⁹⁾등과 Soler¹²⁾등의 보고와 일치하였고, 분비선부위에서는 Matsuda⁸⁾등의 보고와 일치하였다.
   한편, 후각상피와 서골코기관은 발생학적으로 동일한 후각판(olfactory placode)에서 기원하나 후각상피의 경우 후신경구로 신경원(neuron)이 투사되어 대뇌후각피질(olfactory cortex)에 연결되며, 서골코기관의 경우 부후구로 투사되어 시상하부와 교통하는 것으로 보아 서로 다른 신경학적 경로를 가지고, 서골코기관은 후각전달계의 일부 구조이지만 후각전달체계(olfactory signaling system)에서 주된 성분인 후각 G-단백(olfactory G-protein)과 adenylate cyclase가 없고 후각이온통로(olfactory ion channel)의 비전도단위(nonconducting subunit)만 존재함으로 서골코기관이 후각계의 다른 부위와 분자생물학적 측면에서 그 기능이 다르다고 알려져 있다.¹³⁾ 이러한 위의 두가지 사실과 서골코기관에 대한 본 실험의 결과를 종합해 볼 때 NADPH-diaphorase 양성반응이 신경상피에서는 관찰되지 않고 혈관부위와 점막하선부위에서만 관찰되는 것으로 보아 서골코기관에서의 산화질소는 주로 혈관이완 및 분비기능에 관여하며, 그 외에 서골코기관이 후각계의 일부 구조이지만 산화질소 측면에서 보면 서골코기관은 후각기능외의 다른 기능에 더 관여할 가능성이 있으리라 추정할 수 있으며 여기에 대한 추가적인 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.
   결론적으로 후각계의 한 구조물로 알려져 있고, 부후구에 신경학적 투사가 이루어지는 서골코기관은 NADPH-diaphorase 양성반응이 수용체부위 등의 신경상피에서는 관찰되지 않고 혈관과 점막하선에서만 NADPH-diaphorase 양성반응이 관찰되는 것을 확인할 수 있었다.

결     론

   서골코기관은 후각계의 한 구조물이지만 NADPH-diaphorase의 양성반응이 혈관과 점막하선부위에서만 관찰되고 신경상피로 구성되어 있는 수용체부위에서는 관찰되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

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