Immunohistochemical Study of Neuropeptides in Feline Vagal Afferent Neurons.

Cho, Jung Il; Kim, Young Mo; Park, Jae Woong; Han, Chang Jun

Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 42(1); 1999 > Article

Original Article

Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1999;42(1): 88-96.

Immunohistochemical Study of Neuropeptides in Feline Vagal Afferent Neurons.

Jung Il Cho, Young Mo Kim, Jae Woong Park, Chang Jun Han

Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, InHa University, Incheon, Korea.

고양이 마디신경절에서의 면역조직화학적 연구

조정일 · 김영모 · 박재웅 · 한창준

인하대학교 의과대학 이비인후과학교실

주제어: 마디신경절ㆍ면역조직화학적 염색.

ABSTRACT

BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Nodose ganglion (NG) of the vagus nerve is well known as a sensory ganglion mediated by many neurotransmitters. These neurotransmitters are substance P (SP), calcitonin gene-related peptide (CGRP), cholecystokinin (CCK), neurokinin A (NKA) etc. Controversy exists about other neurotransmitters of NG such as vasoactive intestinal polypeptide (VIP), cholineacetyl transferase (ChAT), and tyrosine hydroxylase (TH). SP is considered to be mainly a sensory neurotransmitter, and ChAT is an enzyme that stimulates acetylcholine synthesis, and is considered to be motor specific. VIP is considered to be a neurotransmitter mainly acting on the parasympathetic system. TH is a rate-limiting enzyme of catecholamine synthesis in the sympathetic system. In this study, we demonstrated the presence of these neurotransmitters in NG.
MATERIALS AND METHODS:
Seven NG was obtained from five wild cats after ketamine intramuscular anesthesia. Immunohistichemical staining was performed on anti-SP, anti-ChAT, anti-TH, and anti-VIP antibody using Avidin-Biotin-Peroxidae Complex and DAB (diamino benzidine) reaction.
RESULTS:
1) Many SP-immunoreactve cells were present in NG, especially in the rostral portion. 2) A few VIP-immunoreactive cells were present, accounting for about 2-5% of all the cells. 3) A few ChAT-immunoreactive cells present. These cells are wide spread in NG, accounting for about 1-3% of all. 4) Many TH-immunoreactive cells present. These cells stained very strongly and were smaller than any other immunoreactive cells.
CONCLUSION:
We concluded that NG have many neurotransmitters and that their role may be sensory mediation. But we could not exclude the possibility that NG might have other functions other than sensory, so further study should follow.

Keywords: Nodose ganglionㆍImmunohistochemical staingㆍNeurotransmitter

서론 후두신경은 3가지 종류가 있으며 각기 고유한 기능을 가지고 있다. 운동신경은 후두내근과 외근의 운동을 담당하고 자율신경은 혈관과 후두분비선을 조절하며 감각신경은 말초자극을 감지하여 중추신경계로 보내는 역할을 한다. 후두의 감각계는 후두반사 및 기도방어적인 측면에서 매우 중요한 기능을 수행한다. 후두의 감각은 주로 상후두신경과 반회후두신경에 의해 각각 지배를 받으며 이들 신경은 미주신경의 마디신경절(nodose ganglion)과 중추의 고립로핵(Nucleus tractus solitarii)에 연계되어 있다. 마디신경절이 후두감각을 지배하는 신경세포의 집합체라는 사실은 1980년 Kalia와 Mesulam이1) 고양이의 미주신경에 대한 HRP 착색법으로 밝혔으며 이후 Lucier 등,2) Yoshida 등3)에 의해 마디신경절에서의 후두감각신경섬유의 기원이 알려지게 되었다. 미주신경의 마디신경절에 존재하는 일차구심성 신경세포(primary afferent neuron)는 경부, 흉강 및 복강의 감각계를 지배하며 여러 가지 신경전달물질(neurotransmitter)들에 의해 매개된다. 현재까지의 연구에 의하면 substance P(SP), calcitonin gene-related peptide(CGRP), cholecystokinin(CCK), neurokinin A(NKA), vasoactive intestinal polypeptide(VIP), somatostatin, bombesin 등 다양한 신경전달물질이 고양이를 비롯한 동물들의 마디신경절에서 밝혀졌다. 그러나 지금까지의 대부분의 연구가 SP나 CGRP와 같은 대표적 신경전달물질의 마디신경절내 분포나 기원에 주안점을 두었기 때문에 마디신경절의 기능에 대한 부분적인 추정만이 가능하였다. 한편 1974년 Grillo 등4)이 고양이의 마디신경절에서 카테콜라민성 신경세포의 존재를 제시하였으나 이후 주목할만한 연구는 이루어지지 않다가 1981년 Yoshida 등5)이 도파민성 신경세포를 면역조직화학법으로 규명하였다. 미주신경의 마디신경절은 새상판(epibranchial placode) 기원으로 신경능선(neural crest) 기원의 신경세포에서 보이는 신경전달물질이 발견된 사실은 마디신경절내 존재하는 신경전달물질의 다양성(placity)을 입증하는 것이라 할 수 있으며 또한 기능적으로 서로 다른 신경들이 공통적인 신경전달물질을 이용할 수 있음을 배제할 수 없다. 미주신경이나 마디신경절에서의 콜린성 세포의 존재에 대해서는 오랜동안 논란이 되어 왔으며 콜린성 신경세포가 갖는 특성을 고려한다면 마디신경절의 신경전달물질로서 acetylcholine의 가능성을 배제할 수 없으며, Ternaux 등6)은 고양이의 마디신경절에서의 콜린성 세포가 존재한다고 주장하였다. 이상의 사실에서 마디신경절에 대하여 지금까지 알려진 기능, 즉 일차 구심성 감각정보의 전달 기능외에 다른 추가적인 기능의 존재에 대한 가정이 가능하다. 본 연구에서는 고양이의 마디신경절에서 표현되는 여러가지 신경전달물질중 대표적인 SP, ChAT(choline acetyl transferase), TH(tyroesine hydroxylase), VIP에 대한 면역조직화학적 연구를 시행하였다. 재료 및 방법 약 1.5∼2kg 가량의 건강한 고양이 5마리를 이용하였다. 각동물을 케타민(30∼40mg/kg) 근육주사로 마취한 후 흉강절개하여 상행 대동맥과 우심방을 노출하였다. 대동맥을 통하여 고정액(Zamboni 용액)을 관류시킨 뒤 경부 중앙절개하여 경동맥과 미주신경을 노출하였다. 노출된 미주신경을 따라 뇌기저부까지 박리하면서 마디신경절 및 교감신경절은 확인하고 근위부에서 절단하였다. 미주신경을 마디신경절 원위부 2cm 부근에서 절단하여 조직을 채취하였다. 채취된 조직 중 보전이 잘된 우측 마디신경절 4개, 좌측 마디신경절 3개, 총 7개를 대상으로 실험하였다. 적출된 마디신경절 및 교감신경절 조직의 복합체를 현미경으로 보면서 주위 연조직과 분리하여 깨끗이 한후 40℃ Zamboni 용액(0.1 M phosphate buffer, paraformaldehyde, 1 M sodium hydrxide solution, 2% picric acid, pH 7.4)에서 4일간 후고정하였다. 인산완충용액(phosphate buffered saline, 이하 PBS)으로 15분간 세척한 후 조직의 급속 동결로 인한 손상을 막기 위하여 40℃ 20% Sucrose 용액에 2일간 침투시킨 다음 OCT Compound로 포매(embedding)시켜 관상면의 조직냉동절편(10μm thickness)을 제작하고(Reichert-Jung, 2800 Frigocut N) Silanized Slide(DAKO Japan CO., LTD.)에 부착시켰다. 1개는 통상적인 hematoxylin & eosin 염색을 시행하였고 나머지는 상온에서 30분간 건조시킨 후 40℃ 0.9% PBST(phosphate buffer saline triton-X)에 30분동안 처리하였다. 조직이 부착된 슬라이드를 메탄올에 용해된 0.5% H2O2에 상온에서 30분동안 처리하고 항체의 비특이적 결합을 줄이기 위하여 각 절편을 차단항체(blocking anti-body)로서 PBS에 용해된 30% goat normal serum에 1시간 30분동안 반응시키고 PBS에 30분간 세척하였다. 일차항체로 PBS에 희석된 anti-SP(1：1500, INCSTAR, USA), anti-ChAT(1：500, Biogenesis, UK), anti-TH(1：1000, INCSTAR, USA), anti-VIP(1：1000, INC-STAR, USA)를 각 조직 슬라이드에 24∼48시간동안 40℃에서 반응시킨 후 0.9% PBS로 10분간 3회 세척하였다. biotin이 결합된 2차 항체인 goat anti-rabbit IgG와 상온에서 1시간동안 반응시키고 PBS로 세척한 후 다시 상온에서 1시간동안 Avidin-Biotin-Peroxidase Complex와 반응시켰다. 이어서 상온에서 20여분간 DAB(diamino benzidine) 발색반응을 시킨 후 hematoxylin으로 대조염색을 하고 계열 에탄올(70%, 80%, 90%, 95%, 99%)로 탈수하고 xylen으로 탈지과정 거쳐 permount로 봉합하고 광학 현미경으로 관찰하였다. 면역반응에 양성을 보인 부분을 random three fields에서 100배 확대된 시야로 염색된 세포수를 측정하였다. 결과 Substance P 면역반응 고양이 마디신경절내 많은 신경세포가 SP 양성반응을 보였으며 동시에 염색된 교감신경절에서는 염색된 세포가 관찰되지 않았다(Figs. 1 and 2). SP 양성세포는 마디신경절의 윗부분(rostral)과 중간 부위에 널리 퍼저 있었으며 아래부위(caudal)에도 나타났다. SP 양성세포는 전체 세포의 50% 이상에서 염색되었다. ChAT 면역반응 마디신경절내 ChAT 양성세포는 전체 신경절내 세포의 1∼3%에서 관찰되었는데(Figs. 3 and 4) 특정부위에 국한되지 않고 산재해 보였으며 교감신경절에서는 ChAT 양성세포가 관찰되지 않았다. 마디신경절내 ChAT 양성세포는 인접한 절편에 대한 VIP 반응과 비교하면 동일한 세포임을 알 수 있었다. VIP 면역반응 마디신경절내 신경세포 중 극히 제한적인 수에서 VIP 양성세포를 관찰할 수 있었는데 마디신경절내 VIP 양성세포는 국한성이 없이 전부위에 널리, 그렇지만 매우 드물게 관찰되어 전체 신경세포의 2∼5%만이 양성반응을 보였다(Figs. 5 and 6). 한편 동시에 염색한 미주신경의 일부에서도 VIP 양성섬유를 확인할 수 있었다. 교감신경절에서도 드물지만 VIP 양성세포를 관찰할 수 있었으며 이들중 일부는 단극성 신경세포의 모양을 보였다. TH 면역반응 교감신경절내 많은 수의 신경세포가 강한 TH 양성반응을 보였는데 이들 세포들은 마디신경절내 세포에 비해 크기가 작았다(Fig. 7). 인접한 부위의 마디신경절, 특히 측하방(mediocaudal)에서 주위 마디신경절 세포보다 작은 TH 양성세포가 관찰되었는데 이들세포들의 모양은 교감신경절내 TH 양성세포와 유사하였다(Fig. 8). 고찰 미주신경의 마디신경절내 감각신경 세포의 기원과 이와 관련된 신경전달 현상을 밝히려는 노력은 계속 이어 지고 있다. 1980년 Kalia와 Mesulam이1) 고양이의 후두 및 호흡기관에 HRP 주입 후 마디신경절에서 산재된 HRP 양성세포를 관찰할 수 있었다고 하였으나 이 보고에서는 각 부위별 분포를 규명하지 못하였다. 1983년 Nomura 등7)은 역시 고양이의 후두신경 및 미주신경에 대한 HRP 역행 착색법으로 뇌간내 고립로핵에서 HRP가 발현되는 것을 보고하였으나 마디신경절에 대한 언급은 없었다. 마디신경절내 부위별 신경세포의 기원에 대한 최초의 보고는 1987년 Lucier 등2)이 보고한 경우가 처음인데 고양이의 상후두신경의 내지에 HRP 역행 착색 결과 마디신경절의 상부(rostral)에 주로 나타났으며 그 수는 240∼3372개가 있었다고 하였으며 평균 86.8 μm의 크기를 갖고 있었다고 하였다. 이후 1989년 Yoshida 등3)이 상후두신경의 내지와 외지, 반회후두신경 각각에 대한 마디신경절내 기원을 보고하였는데 많은 수의 감각세포들이 마디신경절의 상부 및 중간부위에 있음을 입증하였으나 그 수는 203∼434개로 Lucier 등2)의 보고와 차이가 있었다. 이와같이 현재까지의 많지 않은 마디신경절에 대한 연구는 주로 후두나 후두신경에 대한 HRP 역행 착색법으로 이루어져 왔는데 이 방법은 신경섬유를 더욱 잘 보이게 하고 신경섬유의 감별에 장점이 있다. 그러나 HRP 착색법의 문제로 유출(leakage and diffusion)이 있을 수 있으므로 실험시 세심한 주의를 요한다. 또한 역행성 착색만으로 신경섬유의 기능별 분류에는 한계가 따르게 되는데 일례로 상후두신경의 외지에 존재하는 비운동성 신경섬유의 기원에 대해서는 단지 역행 착색법만으로 고유수용(proprioception)을 담당하는 것인지 다른 감각신경인지 알기 어렵다. 이에 대한 연구로 최근 면역조직화학적 방법의 발달로 수종의 신경전달물질이 발견됨으로써 고전적 신경전달물질인 acetylcholine이나 noradrenalin외 여러 가지 신경전달 물질을 이용한 실험이 가능해짐으로써 신경기능의 규명에 많은 도움을 얻게 되었다. 한편 신경전달물질의 발견으로 단일 신경세포에는 단일 신경물질이 존재한다는 Dale의 법칙이 반증되고 동일세포내 복수의 신경전달물질이 공존함이 알려지게 되었다. 마디신경절내 신경전달물질에 관한 연구는 매우 드물게 이루어져 왔다. 1986년 Terenghi 등8)이 쥐의 후두개점막에서 표현된 CGRP 양성세포의 기원이 마디신경절임을 보고하였고 1993년 Tanaka 등9)이 마디신경절에서 후두신경의 CGRP 양성섬유의 기원을 역핵착색과 면역조직화학적 방법으로 규명하였다. 1988년 Helke 등10)은 쥐의 마디신경절에 대한 SP, CGRP, chlocystokinin, neurokinin A, VIP, somatostatin의 면역형광 연구를 시행하였다. 그들의 연구에 의하면 마디신경절내 면역반응세포가 주로 상부에 집중되어 있으며 하부에 드물게 산재한다고 하여 마디신경절내 여러 가지의 신경전달물질이 관여함을 증명하였다. 1968년 Muroyabashi 등11)은 미주신경에서의 카테콜라민성 신경유를 보고하였으며 1974년 Grillo 등4), 1977년 Jacobs 등12)이 고양이와 쥐의 마디신경절에서의 카테콜라민성 세포를 보고하였으나 어떤 종류의 아민계인지는 밝히지 못하였다. 1981년 Yoshida 등5)은 도파민계 효소인 tyrosone hydroxylase, dopamine-β-hydroxylase, phenylethanolamine-N-methyltransferase에 대한 면역조직화학적 방법을 사용하여 개의 마디신경절에서 도파민성 세포의 존재를 처음으로 증명하였다. 카테콜라민은 전통적으로 자율신경계의 교감신경계와 유관한 것으로 알려져 왔기 때문에 발생학적으로도 기능적으로도 다른 마디신경절에서의 도파민 양성세포의 출현은 많은 의문점을 낳게 되었으나 후에 연구 결과 일차구심성 감각신경포내에서 표현된 카테콜라민이 감각정보의 전달에도 관여함이 알려지게 되었다. 본 연구는 마디신경절에 대한 기능을 조직학적인 소견과 연관지어 알아보고자 잘 알려진 신경전달물질을 이용한 면역조직화학적 연구를 시행함으로써 마디신경절의 특성을 파악하고자 하였다. SP는 중추신경계 및 말초신경계 말단에서 분비되어 주로 감각정보의 전달기능을 수행하고 기관지 근육이나 혈관 내벽의 평활근에 분포하면서 평활근의 확장, 혈류조절 등에 관여한다. 1978년 Lundberg 등13)은 guinea pig의 마디신경절에서 SP 양성신경세포를 발견하였고 1980년 Kartz와 Kartin은14) 토끼와 돼지의 마디신경절에서 SP 양성세포가 각각 30%, 2%라고 하여 이러한 차이는 종(species)에 따라 다르다 하였다. 1992년 Ling EA 등15)은 원숭이의 마디신경절에서 SP 양성세포가 20% 존재하며 신경절후의 무수신경섬유만이 SP 양성세포를 보였고 신경절안의 신경절전 섬유는 SP 음성을 보였다고 하였다. 마디신경절에서 SP 양성세포의 보고는 미부측보다 두부측에서 많이 분포한다고 하였는데 저자의 연구결과 고양이의 마디신경절내 신경세포의 50%이상에서 SP 양성세포를 관찰할 수 있었으며 신경절의 상부 및 중간 부위에 고르게 분포하고 있었다. 또한 상후두신경의 내지 및 외지, 반회후두신경에서도 SP 양성 신경섬유가 관찰되어 SP가 마디신경절의 주요 신경전달물질임을 알 수 있었다. Acetylcholine은 일찍이 중추신경과 말초신경에서의 중요한 신경전달물질로 판명되었으며 이들이 신경활성을 갖고 있다고 여겨져 왔지만 이를 가시화 할 수 있는 적절한 방법이 없이 가수분해효소(hydrolytic enzyme)인 acetylcholinesterase를 이용한 조직화학적 방법으로 간접적인 콜린성 경로를 표지하였다. 그러나 acetylcholinesterase가 콜린성 뉴론에만 국한되어 존재하지 않으며 이들의 특이도에 한계가 있음이 밝혀졌다. 즉, rheiddl의 척수근에서 운동신경근 대 감각신경근의 acetylcholine 함유량의 비는 100：1, acetylcholinesterase의 비는 3：1에 불과한데 반해 choline acetyltransferase(ChAT)의 비는 무려 400：1로서, acetylcholinesterase는 감각신경과 운동신경을 구별하는 절대적인 판단기준으로 미흡하며 acetylcholinesterase보다 더욱 특이성 있는 표식자로서 ChAT에 대한 연구로 눈을 돌리게 되었다. ChAT(Cholin Acetyltransferase) acetyl CoA와 choline으로부터 신경전달물질인 acetylcholine의 합성을 촉매하는 합성효소로서 신경계에서 이들의 분포는 bioassay와 enzymatic assay등을 통해서 최초로 연구되었고 콜린성 뉴론이 choline acetyltransferase를 함유하고 있으며 single N-terminal과 C-terminal amino acid residue를 갖고 있다는 것이 밝혀지면서 정제된 이들 효소에 대한 항체를 얻을 수 있었다. 그리하여 항원-항체 복합체의 검출을 통한 면역조직화학적 염색법을 이용하여 콜린성 신경계의 특이적인 가시화가 가능해졌으며 이를 이용하여 신경계에서 감각신경과 운동신경을 감별할 수 있는 도구의 하나로 쓰여지고 있다. ChAT의 위와 같은 특성을 이용하여 고양이의 마디신경절을 염색한 결과 Palouzier는16) 신경절의 세포에서 면역물질을 관찰할 수 있었다. Ternaux는6) 토끼의 마디신경절에서 ChAT에 대한 면역물질을 관찰하였고 개, 고양이, 토끼, 양의 마디신경절에서 ChAT의 생화학적활성도를 측정하였다. Palouzier-Paulignan은16) 토끼의 마디신경절에서 ChAT에 대한 면역조직학적 염색을 시행하여 전체 신경세포 중 2.9%만이 염색되었다고 보고하여 저자의 결과와 일치하였다. 이러한 연구보고와 저자들의 실험을 통해서 마디신경절내 콜린성 세포의 존재를 확인할 수 있었다. 보고에 의하면 마디신경절을 절제하거나 미주신경을 절제한 경우 중추 고립로핵의 ChAT 활성도가 감소한다고 하여 마디신경절에 의한 ChAT afferent의 가능성을 제시하였고 또한 마디신경절내 콜린성 세포의 존재는 근신경 재생을 위한 근거가 될 수 있을 것이다. 즉, 마디신경절은 단지 감각신경뿐 아니라 일부에서는 콜린성신경의 기능도 포함하고 있음을 배제할 수 없으나 마디신경절의 포괄적인 기능에 대한 조직해부학적, 생리학적 연구가 뒷받침되어야 할 것이다. Vasoactive Intestinal Peptide(VIP)는 포유동물의 위장관, 비뇨생식기 및 호흡기 조직의 혈관, 평활근, 분비선 주위에 분포하는 부교감신경세포의 전달물질로서 후두의 자율신경계의 조절에 중요한 역할을 하고 있다. VIP는 guinea pig, 토끼 및 고양이의 상기도에서 정도의 차이는 있으나 비교적 일정하게 존재한다. VIP는 부교감신경계에서 acetylcholine과 공존하면서 평활근의 이완작용, 분비선에서의 분비촉진, 국소 혈류량의 증가 등의 유사한 약리학적 작용을 나타내고 있지만 서로의 역할 사이에는 약간의 차이점이 보고되고 있다. 1982년 Lundberg 등17)의 보고에 의하면 acetylcholine은 분비세포에 작용하여 분비를 유발하나 아트로핀 처치 후에는 민감하게 억제되는 반면 함께 일어나는 혈관 확장에는 영향을 미치지 않기 때문에 VIP가 아트로핀 저항성 혈관확장에 관여하는 것으로 보고하였다. 후두를 비롯한 상기도 조직에서 VIP지배신경의 기원에 관해서는 미주신경이나 후두신경, 그리고 일부 후두구조내에 존재하는 부신경절(Paraganglia)에서 기원한 신경절후 부교감신경(postganglionic parasympathetic)으로 알려져 있다. 즉, 미주신경의 마디신경절은 전통적으로 감각신경의 기원이 되는 신경세포 집합체로 마디신경절에서 표현된 VIP 양성 신경세포의 기능에 대해서는 논란이 되고 있다. 마디신경절과 자율신경계의 상관관계에 대한 연구는 극히 드문 실정이다. 그러나 일부 보고에서 성문하부의 점막상피에서 SP나 CGRP외에도 VIP 양성 신경섬유가 발견됨으로써 일반적으로 자율신경계 세포에서 기원하는 것으로 알려진 VIP 양성세포의 기원과 기능은 더 규명되어야 할 부분으로 사료된다. 마디신경절내 VIP 양성세포의 기원에 대하여 1982년 Palkovits 등18)은 고립로핵의 내부 신경세포(intrinsic neuron)에서 기원할 것으로 추정하여 보고하였다. 그러나 1978년 Lundberg 등13)은 쥐와 guinea pig의 마디신경절에서 면역형광법을 통해 VIP양성세포의 존재를 증명하였다. 1988년 Helke 등10)은 쥐의 마디 신경절에서 면역조직화학적 방법을 통해 VIP 양성세포를 관찰하였고 그 분포는 SP양성세포의 분포와는 달리 주둥이쪽(rostral) 보다 꼬리쪽(caudal)에서 더 많은 양성세포를 관찰하였다고 보고하였으며 1994년의 보고서는19) 축삭절제(axotomy)를 시행한 쥐의 마디신경절에서 VIP mRNA가 정량적으로 증가함을 밝혀냈고 이것이 신경세포의 신경전달물질로서 뿐만이 아니라 신경손상 후 치유과정에 관여한다고 하였다. 한편 설인신경과 경동맥동(carotid sinus)에서 발견되는 VIP 미세신경절(microganglia)은 경동맥체(carotid body)와 연계되어 혈류 및 혈압조절에 관여하는 것으로 알려져 있다. 저자들의 고양이의 마디신경절에 대한 면역조직학적 연구에서는 Hleke 등10)의 보고와는 약간 다르지만 VIP 양성세포가 신경절내 산재되어 출현하는 것을 관찰하였으며 설명할 수는 없지만 교감신경절에서도 일부 신경세포에서 VIP 면역반응을 관찰할 수 있었다. 이와같이 교감신경절에서 발견된 VIP 양성 신경세포의 기원이나 기능에 대한 논란의 여지는 많겠으나 결국 마디신경절에서 기원한 VIP 양성 신경세포는 마디신경절의 신경전달물질의 다양성을 입증할 뿐만아니라 감각 신경전달물질오서의 가능성을 시사한다 할 수도 있으나 향후 actetylcholine과의 이중염색을 통한 비교나 전자현미경적 미세 연구가 뒷받침되어야 할 것이다. 후두의 자율신경계중 교감신경 신경절전(preganglionic)의 신경세포는 척수에 존재하며 경부에 존재하는 교감신경절에 연계된다. 경부 교감신경절에서 나온 신경절후(postganglionic) 교감신경섬유는 후두신경이나 후두동맥을 따라 주행하여 후두내로 분포하는 것으로 알려져 왔다.20) 교감신경계의 고식적인 신경전달물질은 adrenaline계로서 신경절전 신경세포에는 acetylcholine이 신경절후 신경세포에는 adrenaline이 관여하는 것으로 알려져 있으며 neuropeptide 등의 non-acetyl non-adrenaline계 peptides 등도 관여하는 것으로 알려져 있다. 중추신경계의 고식적인 신경전달물질 중의 하나인 catecholamine은 tyrosine hydroxylase, aromatic acid decarboxylase(AADC), dopamine-β-hydroxylase(DBH), phenylethanolamine-N-methyltransferase(PNMT) 등의 효소를 이용한 일련의 생합성경로를 통하여 tyrosine으로부터 순차적으로 합성되는 L-3,4-dihyrodoxyphenylalanine(L-dopa), dopamine, adrenaline 및 noradrenaline을 총칭하는 용어이다. 따라서 감각신경절이라고 알려진 미주신경의 마디신경절에서 감각신경성 전달물질로 알려진 것 외에도 catecholamine 등의 자율신경계와 유관한 물질이 보고된 사실은 마디신경절내 catecholamine 양성세포의 기원과 기능에 대한 많은 의문점을 낳게 되었다. 1994년 Zhuo 등19)은 쥐의 마디신경절에서 표현된 TH 면역반응에 대하여 조사한 결과 신경손상 후 신경절내 TH mRNA가 증가하는 것을 발견하였으며 이러한 마디신경절내 TH 양성세포는 자율신경계에 포함된 TH 양성세포와 접합부(synaptic connection)나 표식인자(marker)면에서 다소 다르다고 하였다. 1996년 Uno 등21)은 상후두신경의 내지에 대한 cholera toxin 역행 착색법과 tyrosine hydroxylase 면역조직화학법의 복합적인 방법으로 개의 마디신경절에서 TH 양성세포를 확인하으며 또한 중추 고립로핵에서도 확인함으로써 마디신경절에서의 TH 양성세포가 감각신경전달물질로 작용한다는 것을 뒷받침 하였다. 저자들의 교감신경의 catecholamine합성시 rating-limiting 효소로 알려진 tyrosins hydroxylase에 대한 면역조직학적 연구 결과 교감신경절에서는 대부분의 세포가 강한 양성 반응을 보였으며 마디신경절의 꼬리쪽(caudal), 교감신경절과 인접한 부위에서 양성세포를 관찰할 수 있었다. 양성세포는 마디신경절내 음성세포에 비해 크기가 확연히 작았으며 교감신경절내 양성세포와 크기와 모양이 매우 유사하였다. 보고에 의하면 이러한 마디신경절내 TH 양성세포는 dopamine으로부터 noradrenaline으로 전환할 수 있는 DBH가 없기 때문에 L-DOPA 혹은 dopamine이 마디신경절내 신경전달물질임로 작용하리라 사료된다. 결론 이상의 결과에서 고양이의 마디신경절에서 표현되는 신경전달물질은 매우 다양함이 입증되었으며 SP를 비롯하여 VIP, TH, ChAT등도 감각정보의 전달물질로서 작용하리라 생각되어지며 특히 ChAT 양성세포의 발견은 마디신경절의 기능이 단지 감각정보의 신경전달 외에 다른 콜린성 신경이 갖는 특성이 포함될 수 있음을 시사하지만 향후 신경추적법이나 전자현미경적 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
REFERENCES
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