KCI등재
The Role of Microtubule in the Regulation of Endochondral Bone Formation in the Developing Mouse Cranial Base = 발생 중인 쥐 머리뼈바닥의 연골속뼈발생 중 미세관의 역할
저자
Hyuk-Jae Kwon(권혁제) ; Jong-Min Lee(이종민) ; Kyoung-Won Cho(조경원) ; Jeong-Oh Shin(신정오) ; Sung-Won Cho(조성원) ; Min-Jung Lee(이민정) ; Han-Sung Jung(정한성)
발행기관
학술지명
해부·생물인류학 (Anat Biol Anthropol)(Anatomy & Biological Anthropology)
권호사항
발행연도
2011
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
105-112(8쪽)
제공처
머리뼈바닥의 발생 중에 일어나는 연골속뼈발생은 다양한 세포현상과 연골바탕질 대사가 관여하는 매우 복잡한 과정이다. 연골세포에서는 증식, 형태변화, 증식 종료, 비대, 세포자멸사가 일어나고, 연골세포 주변으로는 연골바탕질이 활발하게 생성되었다가 제거되면서 뼈조직에 의해서 대체됨이 밝혀졌다. 그러나 이러한 복잡한 변화가 일어나는 동안 미세관이 어떠한 역할을 하는지에 대해서는 뚜렷하게 밝혀진 바가 없다. 그러므로 본 연구는 머리뼈바닥 발생 중 연골속뼈발생 동안의 미세관의 역할을 밝히고자 하였다.
미세관의 구성 단백질인 튜불린에 결합하는 약물 노코다졸을 사용하여 머리뼈바닥 조직을 기관배양 함으로써 미세관과 머리뼈바닥 발생의 관계를 조사하였다. 배양된 조직에서 일어나는 형태학적, 분자적 변화를 확인하기 위하여 헤마톡실린-에오신염색, 면역조직화학염색, 세포 개수 계산을 통한 분석이 이루어졌다.
나비뒤통수결합 부위 내의 미세관에 가해진 변화에 의해서 Ki67, 뼈발생표지자 BSP, BMP4의 발현이 감소하였다. 비대층 구역에서는 연골세포의 비대과정이 억제되었고, 뼈발생중심에서는 연골조직의 제거 및 뼈조직의 생성이 억제되었다.
본 연구는 미세관이 연골속뼈발생의 다양한 과정에 관여함을 밝혔다. 이러한 결과는 머리뼈 성장 및 머리뼈 바닥 기형과 관련된 질병을 이해하는 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
Endochondral bone formation of the developing cranial base is a complex process. This mechanism requires precise orchestration of many cellular events and cartilage matrix metabolism, such as proliferation, becoming round in shape, termination of proliferation, hypertrophic size-increase, and finally programmed cell death. Active formation and degradation of cartilage matrix take place, in which microtubules are involved for intracellular events; bone apposition follows these events. However, the involvement of microtubules during these changes in the developing cranial base has not been identified yet. Thus, we investigated the involvement of microtubules in the regulation of endochondral bone formation during cranial base development.
Using tubulin-binding drug nocodazole, we examined the effects of altering the structure and function of microtubules during in vivo organ culture of the mouse cranial base. Cultured specimens were analyzed with HE staining, immunohistochemistry, and cell counting in order to study the morphological and molecular changes that occurred in the tissues.
Disruption of the microtubular array by nocodazole reduced cells expressing proliferation marker Ki67, osteogenic marker BSP, and BMP4 within the sphenooccipital synchondrosis region; chondrocyte hypertrophy was ceased in the hypertrophic zone; degeneration of cartilage matrix and bone matrix apposition was inhibited in the ossification center of the basooccipital cranial base.
Our data demonstrated that disruption of microtubules by nocodazole have multiple inhibitory effects on the sequential changes that occur during endochondral bone formation, suggesting the importance of normal microtubule-polymerization in cranial base development.
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