피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 …...유과정을...

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1 J Korean Surg Soc 2010;79:1-7 DOI: 10.4174/jkss.2010.79.1.1 책임저자: 김해성, 강원도 춘천시 교동 153번지 200-704, 한림대학교 춘천성심병원 외과 Tel: 033-240-5179, Fax: 033-243-6413 E-mail: [email protected] 접수일201015, 게재승인일2010323피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 발현에 관한 연구 한림대학교 의과대학 병리학교실, 1 생화학교실, 2 외과학교실 최영희김민규안동현조성진홍수희 1 이재용 1 이진원 2 김해성 2 Immunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn Young Hee Choi, M.D., Min Gyu Kim, M.D., Dong-Hyun Ahn, M.D., Seong Jin Cho, M.D., Soo Hee Hong 1 , Jae-Yong Lee, Ph.D. 1 , Jin Won Lee, M.D. 2 , Hae Sung Kim, M.D. 2 Departments of Pathology, 1 Biochemistry and 2 Surgery, College of Medicine, Hallym University, Chuncheon, Korea Purpose: A cutaneous wound healing requires a well-orchestrated integration of the complex biological and molecular events of cell migration and proliferation, extracellular matrix deposition, angiogenesis and remodeling. Finally, skin regeneration is the main goal. Stem cells are self-renewing multipotent progenitors with the broadest developmental potential in a given tissue at a given time. The aim of this study was to examine the role of stem cells during the wound healing process of cutaneous burn in hairless mice by using immunohistochemical stainings (nestin, cytokeratin 15 and CD31). Methods: Each mouse received 2 burns at the dorsal area by applying a metal stick heated in boiling water. Burn wound sites were dressed with duoderm. The mice were sacrificed at 0, 2, 7, 14 and 21 days after burn. Histological findings and immunohistochemical expression for stem cell markers were observed. Results: Nestin was expressed in the stromal cells beneath the epidermis, hair follices, dermal cysts and endothelial cells. Cytokeratin 15 was expressed in the epidermis except in basal cells. On 7 and 14 days after burn, the regenerated epidermis didn't express cytokeratin 15. CD31 was expressed in the endothelial cells on 7 and 14 days after burn. The amount of nestin expression was the highest. Conclusion: Our results showed that nestin may have various effects on burn wound healing. Cytokeratin 15 was expressed before burn and after burn. It is likely that other cytokeratin may stimulate epithelial regeneration. CD31 may act in vascular regeneration during burn healing. (J Korean Surg Soc 2010;79:1-7) Key Words: Hairless mouse, Burn, Wound healing, Stem cell 중심 단어: 무모쥐, 화상, 상처치유, 줄기세포 창상치유의 궁극적인 목표는 반흔을 최소화하면서 조기 에 창상이 닫히도록 하는 것이다. 임상적으로 창상치유란 창상이 닫히는 과정을 의미하며 이는 상피화, 세포외 기질 의 침착, 창상 수축 등으로 설명된다. 조직학적으로는 지혈 단계, 염증 단계, 증식 단계, 성숙 단계를 거치면서 다양한

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Page 1: 피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 …...유과정을 조직학적으로 관찰하고, 줄기세포의 표지자에 대 한 면역조직화학염색(immunohistochemical

1

J Korean Surg Soc 2010791-7 원 저

DOI 104174jkss20107911

책임 자 김해성 강원도 춘천시 교동 153번지

983189 200-704 한림 학교 춘천성심병원 외과

Tel 033-240-5179 Fax 033-243-6413

E-mail biograhallymorkr

수일2010년 1월 5일 게재승인일2010년 3월 23일

피부화상치유에서 기세포 표지자의 면역조직화학 발 에 한 연구

한림 학교 의과 학 병리학교실 1생화학교실 2외과학교실

최 희ㆍ김민규ㆍ안동 ㆍ조성진ㆍ홍수희1ㆍ이재용1ㆍ이진원2ㆍ김해성2

Immunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn

Young Hee Choi MD Min Gyu Kim MD Dong-Hyun Ahn MD Seong Jin Cho MD Soo Hee Hong1 Jae-Yong Lee PhD1 Jin Won Lee MD2 Hae Sung Kim MD2

Departments of Pathology 1Biochemistry and 2Surgery College of Medicine Hallym University Chuncheon Korea

Purpose A cutaneous wound healing requires a well-orchestrated integration of the complex biological and molecular events of cell migration and proliferation extracellular matrix deposition angiogenesis and remodeling Finally skin regeneration is the main goal Stem cells are self-renewing multipotent progenitors with the broadest developmental potential in a given tissue at a given time The aim of this study was to examine the role of stem cells during the wound healing process of cutaneous burn in hairless mice by using immunohistochemical stainings (nestin cytokeratin 15 and CD31) Methods Each mouse received 2 burns at the dorsal area by applying a metal stick heated in boiling water Burn wound sites were dressed with duoderm The mice were sacrificed at 0 2 7 14 and 21 days after burn Histological findings and immunohistochemical expression for stem cell markers were observed Results Nestin was expressed in the stromal cells beneath the epidermis hair follices dermal cysts and endothelial cells Cytokeratin 15 was expressed in the epidermis except in basal cells On 7 and 14 days after burn the regenerated epidermis didnt express cytokeratin 15 CD31 was expressed in the endothelial cells on 7 and 14 days after burn The amount of nestin expression was the highest Conclusion Our results showed that nestin may have various effects on burn wound healing Cytokeratin 15 was expressed before burn and after burn It is likely that other cytokeratin may stimulate epithelial regeneration CD31 may act in vascular regeneration during burn healing (J Korean Surg Soc 2010791-7)

Key Words Hairless mouse Burn Wound healing Stem cell중심 단어 무모쥐 화상 상처치유 줄기세포

서 론

창상치유의 궁극 인 목표는 반흔을 최소화하면서 조기

에 창상이 닫히도록 하는 것이다 임상 으로 창상치유란

창상이 닫히는 과정을 의미하며 이는 상피화 세포외 기질

의 침착 창상 수축 등으로 설명된다 조직학 으로는 지

단계 염증 단계 증식 단계 성숙 단계를 거치면서 다양한

2 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

Fig 1 Structures of normal and burned skin in hairless mice (A) Normal skin showed the epidermis and dermis (B) After burn epidermis

and most dermis were damaged However the lower part of dermal cyst was still intact as second-degree burn wound demonstrated

(HampE times40)

세포들과 성장인자들이 작용한다 부가 으로 기세포의

발 으로 피부 재생 과정이 진행된다 화상을 입게 되면 화

상으로 조직에 변성이 오면서 치유과정과 같이 병행된다

기세포 발 이 피부 재생에 여한다고 생각하지만 화

상치유과정에서 기세포의 발 에 한 보고가 없다 이

에 자들은 무모쥐에서 심부 2도 화상을 유발한 후 화상치

유과정을 조직학 으로 찰하고 기세포의 표지자에

한 면역조직화학염색(immunohistochemical stain)을 시행하

여 기세포들이 어디서 발 하는지 찰하여 화상의 치유

과정을 이해하고자 하 다

방 법

1) 동물

동물윤리 원회 규정과 동물실험 련 법규(Hallym 2008sim

2009)에 따라 동물을 보호하고 실험하 다 25sim30 g 무게

의 수컷 무모쥐를 각 군별로 5마리를 사용하 고 실험 기

간 사육실 환경은 23plusmn2oC 상 습도 55plusmn10를 유지하

다 12시간 인공 조명 하에서 마우스용 이지에 4마리씩

넣어 사육하 으며 실험동물용 사료 식수는 자유로이

공 하 다

2) 심부 2도 화상 유도 및 드레싱

70 아산화질소와 30 산소가 섞여 있는 기체에 2 이

소 루란(isoflurane)을 무모쥐에 흡입시켜 마취를 유도한

후 1 이소 루란 농도로 마취를 유지시키면서 화상을 유

도하 다 지름 1 cm의 둥 납작한 쇠막 기를 끓는 물에

넣어서 가열한 후 무모쥐의 등 양쪽에 10 간 두어서 화상

을 입혔다 조직학 으로 심부 2도 화상을 확인하 다(Fig 1)

화상을 입힌 2시간 후 2일 7일 14일 21일 후에 각각 5

마리씩 희생하 다 동물들은 모두 경추 탈골한 후 화상 부

의 피부 조직을 채취하 다 채취한 피부 조직은 가운데

를 잘라서 hematoxylin amp eosin (HampE) 염색과 면역조직화학

염색을 하여 10 성 포르말린 용액에 10시간 고정하

3) 조직학적 검사

라핀 블록을 만들어서 5μm 두께로 연속 편을 제작

하 고 일부는 통상 인 HampE 염색을 실시하여 학 미경

으로 찰하 다 그리고 일부는 면역조직화학염색을 하

다 학 미경으로는 아래의 목록들을 찰하 다

(1) 염증세포침윤도(cellularity) 화상 부 에 상피와 나란하

게 침윤된 염증세포를 찰하 는데 화상 장경을 기 으

로 화상 장경의 ⅓ 이하는 1 ⅓simfrac12 이하는 2 frac12sim⅔ 이하는

3 ⅔sim1이면 4로 하 다

(2) 근육층의 위치(location of muscle layer) 화상 부 의

근육층이 주 정상부 의 근육층 보다 에 있으면 2 그

로이면 0 내려가 있으면 minus2로 하 다

(3) 이물질 반응 및 염증세포 군집의 수(number of inflam-

matory foci) 200배 시야에서 이물질 반응 숫자와 염증세포

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 3

Table 1 Histologic changes in dressed wounds at 2 7 14 and 21 days after burn

Dressing

(day)

Histologic criteria

Cellularity LetterLocation of

muscle layerLetter

No of

inflammatory

foci

Letter

Amount of

granulation

tissue

Letter

Length of

regenerated

epithelium

Letter

0 0 f 0 a 575plusmn253 c 0 d 050plusmn173 c

2 225plusmn136 a b c 0 a 883plusmn631 b 0 d 125plusmn045 b c

7 167plusmn175 b c 2 b 1556plusmn197 a 433plusmn049 b 4 a

14 05plusmn055 d e 2 b 1517plusmn746 a 600plusmn148 a 5 a

21 minus minus minus minus 827plusmn392 b 293plusmn149 c minus minusDuncans multiple range test Means with the same letter are not significantly different Means with the different letter are significantly

different (P<005)

군집의 수를 세었다

(4) 육아조직의 양(amount of granulation tissue) 100배로

찰하 을 때 모세 이 흩어져 있으면 1 100배 시야 면

의 ⅓ 이하이면 2 ⅓simfrac12 이하면 3 frac12sim⅔ 이하면 4 100배

시야 체이면 5 1sim1⅓ 이하이면 6 1⅓sim1frac12 이하이면 7

1frac12sim2배이면 8로 하 다 이와 같은 방법으로 수를 다

(5) 재생상피의 길이 측정(length of regenerated epithe-

lium) 재생상피는 정상 상피보다 4층 이상으로 두꺼워진 상

피로 하 다(1) 재생상피의 길이가 100배 시야의 장경의

⅓ 이하면 1 ⅓simfrac12이면 2 frac12sim⅔이면 3 ⅔sim1이면 4 1⅓simfrac12

이면 5 1frac12sim⅔이면 3 1⅔sim2이면 8로 측정하 다

4) 면역조직화학염색(immunohistochemical stain)

라핀 블록 편으로 면역조직화학염색을 실시하 다

일차 항체로 rabbit Nestin (14000 ab 5968 abCAM Cam-

bridge UK) rabbit keratin 15 (1200 NB 100-91841 Novus

Biologicals Litteleton CO USA) rabbit anti-CD31 (ab59251

abCAM Cambridge UK)을 사용하 고 면역조직화학염색

은 Polink-2 plus Rabbit DAB kit를 사용하 다

CD31은 세포막 nestin은 세포질 keratin 15는 세포질에서

발 한 것을 양성으로 하 고 화상부 와 주 정상부

의 진피낭(dermal cyst)에서의 발 을 찰하 다

5) 통계분석

모든 자료의 분석은 SAS (version No 91) 통계 로그램

을 이용하 고 지표간의 상 계는 Pearson χ2 test

Duncans multiple range test로 검정하 으며 유의수 은

005 이하로 하 다

결 과

1) 염증세포침윤도

염증세포들은 주로 화상부 에 두꺼운 띠모양으로 침윤

하 는데 상피와 평행하게 침윤하 다 염증세포의 침윤은

화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 다(225plusmn136) 0일에는

없어서 0일과 비교하여 2일 7일 14일의 발 은 통계

학 으로 유의하게 증가하 고 2일과 7일에 비교하여 14

일(05plusmn055)에는 유의하게 감소하 다(Table 1) 주 정상

부 에서는 찰되지 않았다

2) 근육층의 위치

화상 후 7일부터 화상부 의 근육층이 주 의 정상 근육

층 보다 올라가서 14일에도 유지되었다 21일에는 육아조

직 진피조직이 생겼으나 근육층은 올라가 있어서 흉터

수축이 찰되었다

3) 염증세포 군집의 수

화상부 에서 염증세포의 군집은 2일째 생기기 시작하

여 7일(1556plusmn197)과 14일(1517plusmn746)에 가장 많이 찰되

었고 통계 으로 유의하 다 21일(827plusmn392)에는 유의하

게 감소하 다(Table 1)

4) 육아조직의 양

화상 후 7일부터 화상부 에서 육아조직을 찰할 수 있

었다 육아 조직은 14일에 가장 많이 생성되었으며 7일

(433plusmn049) 14일(600plusmn148) 21일(293plusmn149)의 육아조직의

양은 통계학 으로 상호간에 유의한 차이를 보 다(Table 1)

4 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

Fig 2 Immunohistochemistry for nestin Expression of nestin pro-

tein is present in the cells below the epidermis (A) the out-

er cells of epidermal cyst (B) and endothelial cells of the

granulation tissue (C)

5) 재생상피의 길이 측정

재생상피는 화상 후 2일(125plusmn045)부터 찰되었고 14일

(500)에는 가장 길었다(Table 1) 그러나 21일에는 화상부

가 완 히 재생상피로 덮여서 길이를 잴 수가 없었다

6) Nestin 발현(Fig 2)

정상 피부에서는 모낭과 진피낭주 상피세포의 세포질

에 발 하 으며 상피 바로 아래 기질 세포에서도 발 하

다 표피 피지샘 혹은 모낭 바닥 표피낭 진피 내의 털

기(hair shaft) 바닥 등에서도 발 하 다 화상부 의 모낭

주 에서는 화상 당일과 2일 후의 nestin 발 이 비슷하 지

만 7일에는 하게 감소하 다 21일에 35로 증가하

으나 통계 인 유의성은 없었다 화상부 의 진피낭에서는

화상 당일보다 2일 7일에 nestin의 발 이 감소하 으나 21

일에는 95에서 찰되었다 통계 으로 유의하게 증가하

다 화상 주변 조직의 모낭주 에서 14일에 nestin의 발

이 약간 증가하 으나 체 으로는 감소하는 추세 고

진피낭 주변에서 발 하는 nestin은 통계학 으로 유의하게

감소하 다 화상부 의 육아조직의 내피세포에서도 발

하 는데 7일과 14일에 가장 많이 발 하 다

7) Cytokeratin 15 (CK15)의 발현(Fig 3)

세포질에 발 하 다 정상 표피세포의 기 세포에는 염

색되지 않았고 기 세포 의 각질형성세포에서 발 하

다 정상 부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭에서 발

하 는데 기 세포에는 발 하지 않았다 화상 부 의 모

낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 발 이 감소하 다가 7

일에 증가하 으며 14일에 다시 감소하 다 재생표피세포

는 화상 후 7일에 선명하게 보 는데 CK15의 발 은 감소

되어있었고 14일에도 발 되지 않았다 21일에는 재생표피

가 완 히 서로 붙었는데 이 때 다시 CK15가 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 5

Fig 4 Immunohistochemistry for CD31 Expression of CD31 is

present in endothelial cells in 7 days after burn

Fig 3 Immunohistochemistry for cytokeratin 15 Expression of cytokeratin 15 is present in suptrabasal area of epidermis (A) At 7 days

after burn the expression of cytokeratin 15 was not present in regenerated epidermis (arrow)

8) CD31의 발현(Fig 4)

세포막에 발 하 고 화상부 화상 주변 정상부

의 내피세포에서 발 하 는데 화상 0일 2일과 21일

에는 발 을 찰할 수 없었고 화상 7일 14일에 발 이

찰되었다

고 찰

무모쥐는 조직학 으로 모낭이 첫 번째 순환의 퇴행기에

서 비정상으로 발육하 는데 퇴행하는 과정이 잘못되어서

털이 발육하지 못하는 것으로 생각된다 특징 인 구조는

두 가지로 타원낭(utriculus)와 진피낭이다 타원낭은 과다각

화가 있는 상피를 가진 팽 모양(ampuliform)의 구조물로

피부와 연결이 있으며 털 기의 깔때기(infundibulum)에서

기원한 것으로 보인다 진피낭은 깊은 진피에 있으며 표피

와 연결이 없다 이 낭은 각화된 상피로 내층을 형성하며

피지세포가 벽에 있을 수도 있다 이 낭은 털망울 조상세포

에서 기원한 것으로 보고되었다(2)

무모쥐는 창상치유에 한 연구에 유용한 동물이다 털

을 깎을 필요도 없고 털을 깎으면서 생기는 염증도 없으며

털이 없기 때문에 창상치유과정을 찰하는데 용이하다

털이 있는 쥐와 같이 창상치유과정 에 생기는 염증(응

백 구의 침윤) 세포의 생성과 증식(상피 재생 섬유 증

식 신생 생성) 조직 재형성(흉터 형성)의 과정을 무

모쥐에서도 찰할 수 있다고 한다(2) Nestin은 신경기원세

포-모낭 돌출부에 있는 세포-의 표지자로 알려져 있는데 Li

등(3)은 모낭돌출부 세포 부리집 외층(outer root sheath) 세

포 피지샘의 기 세포에서 nestin과 함께 CK58 CK15가

동시에 발 하 다고 보고하 다 이는 모낭세포와 신경

기세포 사이에 어떤 연 성이 있을 것으로 보이며 nestin을

발 하는 세포가 신경 기세포로서뿐만 아니라 모낭 기

세포의 역할도 하는 것으로 제안하 다

본 실험에서 nestin은 상피 바로 아래 기질에서 발 하

고 모낭주 와 진피낭 주 에서 발 하 다 육아 조직의

내피세포뿐만 아니라 표피피지샘 혹은 모낭 바닥에서도 발

하 다 Nestin 발 하는 모낭 기세포는 모 기(hair

shaft) 주 에서 발 하면서 짧은 수상돌기(dendrite)로 서로

6 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

연결되어 있었다고 하고 nestin을 발 하는 세포는 부리집

외층을 형성하 다(4) Nestin을 발 하는 모낭의 기세포

는 신생 을 성장 의 숫자도 증가시켰으며 내피세

포 특이 인 표지인 CD31과 von Willebrand factor도 발 하

다(5) 한 신경조직 신경 교세포 평활근 멜라닌 세포

로 분화할 수 있었다고 한다(6)

본 실험에서 CK15의 발 은 무모쥐의 표피세포에서는

기 세포에는 염색되지 않았고 기 세포상부의 각질형성

세포에서 발 하 다 각질세포는 keratin intermediate fila-

ments를 발 하고 있는데 기 세포층은 CK5와 CK14가 발

하고 CK1과 CK10은 기 세포층에서 발 한다 모낭

기세포는 이미 언 한 CK5와 CK6 CK16 CK17이 발

한다 최근에는 CK15가 모낭의 팽 부 에서 발 하여

CK15를 기세포의 표지자로 인정하 다 CK15의 진자

(promoter)는 쥐의 모낭의 팽 부에서 활성화되었으며

CK15의 면역염색은 신생아의 포피에서 기 세포에서 고르

게 염색되었다고 한다(7) 식도에서 그리고 신생쥐의 식도

에서 CK15가 기 세포상부에서 발 한다고 하여서 무모

쥐의 표피에서의 CK15의 발 양상은 식도나 신생쥐의 식

도 표피에서 같았다(8)

본 실험에서는 CK15의 단백질 발 이 화상 주변 정상

부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭의 편평상피세포에

서 발 하 다 그러나 기 세포에는 발 하지 않았다 화

상 부 의 모낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 CK15의 단

백질 발 이 감소하 다가 7일에 증가하 으며 14일에 다

시 감소하 다 재생표피세포는 화상 후 7일에 선명하게 보

는데 CK15의 발 은 감소되어있었고 화상 후 14일에도

발 되지 않았다 21일에는 재생표피가 완 히 서로 붙었

는데 이때 다시 CK15가 발 하 다

Werner와 Munz(9)에 따르면 일반 mice에서 표피 층제

거 손상 후 치유과정 에서 CK15 mRNA 발 이 손상 후

첫 3일간 의미 있게 감소하 고 7일 후에도 계속 감소된

상태 다고 하는데 이는 CK15 단백질의 합성이 감소되었

음을 의미한다 한 손상부 에 표피가 재생되어 회복이

되었을 때 CK15 mRNA가 정상 으로 발 하 다고 하고

육아조직 바로 의 두꺼워진 활성화된 표피세포에서

CK15의 발 이 상당히 감소하 다 그러나 손상부 주

의 정상표피에서는 계속 발 하 다(8) 우리 실험에서도

재생표피세포에서는 CK15의 발 이 감소되었는데 이는

Werner와 Munz(9)에 의하면 TNF-alpha EGF KGF가 손상부

에 많이 증가하여 CK15의 발 을 억제시켰다고 하 다

한 CK14의 발 은 손상이 치유되는 과정 에 증가하

다고 한다 손상부 의 치유 에 손상주 의 각질세포는

모양도 변하고 이주하며 keratin의 발 도 변하 다고 하

며 각질세포의 세포배양에서도 CK14는 계속 발 하 지

만 CK15은 세포들이 층화가 될 때까지 발 하지 않았다

고 한다 CK14는 모든 각질세포들의 기본 인 물질인 반면

CK15는 성숙한 기 세포와 한 연 이 있는 것으로 생

각된다 그러나 성숙한 쥐가 되면 기 세포에 국한해서 발

한다고 하 다 Porter 등(8)에 의하면 빠르게 분열하는 편

평상피세포나 손상부 의 편평상피세포 혹은 편평상피세

포암에서 CK15은 발 하지 않았고 기 세포에서도 성숙

하고 안정되어 있는 세포에서만 발 함으로 보아 CK15은

기 세포를 안정화하고 조직 구조를 유지하는 기능을 하

는 것으로 생각된다

즉 CK15은 기세포 표지자이지만 성숙한 표피세포에

서는 기 세포에만 발 되는 것으로 보인다 본 실험에서

는 무모쥐의 기 세포상부에서 발 하 다 피부손상이 생

기면 CK15가 감소하지는 않지만 재생된 표피세포에는 발

하지 않고 있다가 완 히 표피가 생기게 되면 발 하

CD31은 소 내피세포 착 분자-1 (platelet endothelial

cell adhesion molecule-1)로서 130 kDa의 당단백질로로 면역

로불린 상과(immunoglobulin superfamily)의 한 종류이며

많은 액조성세포와 내피세포에서 발 한다 CD31은 다양

한 액조성세포의 표면에 발 하며 골수 구세포들을

에서 골수로 이주하도록 도와 다고 한다(10)

Nogami 등(11)은 Sprague-Dawley rat에 개손상을 냈을

때 CD31의 발 이 이 손상 후 1일과 3일에는 보이지

않았고 5과 7일에 손상부 에서 찰되었다고 하 다 신

생 은 표피에 수직으로 놓여 있었으며 손상 후 14일에

는 CD31 양성인 들이 수직방향을 보이지 않고 흩어져

있었고 28일 후에는 조군과 비슷한 양상이 되어 있었다

고 한다 Shimamura 등(12)은 mice의 피부를 층으로 제

한 후 상처부 의 치유과정을 찰하 을 때 육아조직은

5일부터 찰되었고 CD31 양성인 신생 도 찰할 수

있었다고 한다 한 9일째 숫자가 가장 높았고 11일

째 재생된 표피가 완 히 덮었으며 15일째는 감소하 다고

한다 본 실험에서는 CD31은 화상 후 7일 14일에 의

내피세포에서 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 7

결 론

무모쥐의 화상 치유과정을 화상을 입힌 후 2 7 14

21일에 희생하여 조직학 으로 찰하 고 기세포의 표

지자인 nestin CK15 CD31의 단백질 발 을 면역조직 염색

을 통하여 찰하 다

염증세포침윤은 화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 으며

육아조직은 14일에 가장 많이 생성되었다 재생상피는 화

상 후 2일부터 찰되었고 21일에는 양측에서 재생된 상피

가 서로 융합되어서 화상부 가 덮여 있었다 Nestin은 진피

에서 다양한 구조물에서 발 하여 다양한 방향으로 분화하

면서 치유과정을 돕는 것으로 생각되며 cytokeratin 15은 표

피의 재생시기에는 발 되지 않고 재생이 된 후 안정화 시

기부터 발 되는 것으로 보아 표피의 재생을 돕는 다른 cy-

tokeratin을 찾는 연구가 추가되어야 하리라 생각된다 그리

고 CD31은 화상의 치유과정 에 육아조직이 생기는 7일과

14일에 내피세포에서 발 하므로 의 재생을 돕는

것으로 생각된다

REFERENCES

1) Zhu H Wei X Bian K Murad F Effects of nitric oxide on

skin burn wound healing J Burn Care Res 200829804-14

2) Benavides F Oberyszyn TM VanBuskirk AM Reeve VE

Kusewitt DF The hairless mouse in skin research J Dermatol

Sci 20095310-8

3) Li L Mignone J Yang M Matic M Penman S Enikolopov

G et al Nestin expression in hair follicle sheath progenitor

cells Proc Natl Acad Sci U S A 20031009958-61

4) Morris RJ Liu Y Marles L Yang Z Trempus C Li S et

al Capturing and profiling adult hair follicle stem cells Nat

Biotechnol 200422411-7

5) Amoh Y Li L Yang M Moossa AR Katsuoka K Penman

S et al Nascent blood vessels in the skin arise from nestin-ex-

pressing hair-follicle cells Proc Natl Acad Sci U S A

200410113291-5

6) Amoh Y Li L Katsuoka K Penman S Hoffman RM

Multipotent nestin-positive keratin-negative hair-follicle bulge

stem cells can form neurons Proc Natl Acad Sci U S A

20051025530-4

7) Webb A Li A Kaur P Location and phenotype of human

adult keratinocyte stem cells of the skin Differentiation

200472387-95

8) Porter RM Lunny DP Ogden PH Morley SM McLean WH

Evans A et al K15 expression implies lateral differentiation

within stratified epithelial basal cells Lab Invest 200080

1701-10

9) Werner S Munz B Suppression of keratin 15 expression by

transforming growth factor beta in vitro and by cutaneous in-

jury in vivo Exp Cell Res 200025480-90

10) Ross EA Freeman S Zhao Y Dhanjal TS Ross EJ Lax S

et al A novel role for PECAM-1 (CD31) in regulating haema-

topoietic progenitor cell compartmentalization between the pe-

ripheral blood and bone marrow PLoS One 20083e2338

11) Nogami M Hoshi T Arai T Toukairin Y Takama M

Takahashi I Morphology of lymphatic regeneration in rat in-

cision wound healing in comparison with vascular regener-

ation Leg Med (Tokyo) 200911213-8

12) Shimamura K Nakatani T Ueda A Sugama J Okuwa M

Relationship between lymphangiogenesis and exudates during

the wound-healing process of mouse skin full-thickness

wound Wound Repair Regen 200917598-605

Page 2: 피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 …...유과정을 조직학적으로 관찰하고, 줄기세포의 표지자에 대 한 면역조직화학염색(immunohistochemical

2 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

Fig 1 Structures of normal and burned skin in hairless mice (A) Normal skin showed the epidermis and dermis (B) After burn epidermis

and most dermis were damaged However the lower part of dermal cyst was still intact as second-degree burn wound demonstrated

(HampE times40)

세포들과 성장인자들이 작용한다 부가 으로 기세포의

발 으로 피부 재생 과정이 진행된다 화상을 입게 되면 화

상으로 조직에 변성이 오면서 치유과정과 같이 병행된다

기세포 발 이 피부 재생에 여한다고 생각하지만 화

상치유과정에서 기세포의 발 에 한 보고가 없다 이

에 자들은 무모쥐에서 심부 2도 화상을 유발한 후 화상치

유과정을 조직학 으로 찰하고 기세포의 표지자에

한 면역조직화학염색(immunohistochemical stain)을 시행하

여 기세포들이 어디서 발 하는지 찰하여 화상의 치유

과정을 이해하고자 하 다

방 법

1) 동물

동물윤리 원회 규정과 동물실험 련 법규(Hallym 2008sim

2009)에 따라 동물을 보호하고 실험하 다 25sim30 g 무게

의 수컷 무모쥐를 각 군별로 5마리를 사용하 고 실험 기

간 사육실 환경은 23plusmn2oC 상 습도 55plusmn10를 유지하

다 12시간 인공 조명 하에서 마우스용 이지에 4마리씩

넣어 사육하 으며 실험동물용 사료 식수는 자유로이

공 하 다

2) 심부 2도 화상 유도 및 드레싱

70 아산화질소와 30 산소가 섞여 있는 기체에 2 이

소 루란(isoflurane)을 무모쥐에 흡입시켜 마취를 유도한

후 1 이소 루란 농도로 마취를 유지시키면서 화상을 유

도하 다 지름 1 cm의 둥 납작한 쇠막 기를 끓는 물에

넣어서 가열한 후 무모쥐의 등 양쪽에 10 간 두어서 화상

을 입혔다 조직학 으로 심부 2도 화상을 확인하 다(Fig 1)

화상을 입힌 2시간 후 2일 7일 14일 21일 후에 각각 5

마리씩 희생하 다 동물들은 모두 경추 탈골한 후 화상 부

의 피부 조직을 채취하 다 채취한 피부 조직은 가운데

를 잘라서 hematoxylin amp eosin (HampE) 염색과 면역조직화학

염색을 하여 10 성 포르말린 용액에 10시간 고정하

3) 조직학적 검사

라핀 블록을 만들어서 5μm 두께로 연속 편을 제작

하 고 일부는 통상 인 HampE 염색을 실시하여 학 미경

으로 찰하 다 그리고 일부는 면역조직화학염색을 하

다 학 미경으로는 아래의 목록들을 찰하 다

(1) 염증세포침윤도(cellularity) 화상 부 에 상피와 나란하

게 침윤된 염증세포를 찰하 는데 화상 장경을 기 으

로 화상 장경의 ⅓ 이하는 1 ⅓simfrac12 이하는 2 frac12sim⅔ 이하는

3 ⅔sim1이면 4로 하 다

(2) 근육층의 위치(location of muscle layer) 화상 부 의

근육층이 주 정상부 의 근육층 보다 에 있으면 2 그

로이면 0 내려가 있으면 minus2로 하 다

(3) 이물질 반응 및 염증세포 군집의 수(number of inflam-

matory foci) 200배 시야에서 이물질 반응 숫자와 염증세포

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 3

Table 1 Histologic changes in dressed wounds at 2 7 14 and 21 days after burn

Dressing

(day)

Histologic criteria

Cellularity LetterLocation of

muscle layerLetter

No of

inflammatory

foci

Letter

Amount of

granulation

tissue

Letter

Length of

regenerated

epithelium

Letter

0 0 f 0 a 575plusmn253 c 0 d 050plusmn173 c

2 225plusmn136 a b c 0 a 883plusmn631 b 0 d 125plusmn045 b c

7 167plusmn175 b c 2 b 1556plusmn197 a 433plusmn049 b 4 a

14 05plusmn055 d e 2 b 1517plusmn746 a 600plusmn148 a 5 a

21 minus minus minus minus 827plusmn392 b 293plusmn149 c minus minusDuncans multiple range test Means with the same letter are not significantly different Means with the different letter are significantly

different (P<005)

군집의 수를 세었다

(4) 육아조직의 양(amount of granulation tissue) 100배로

찰하 을 때 모세 이 흩어져 있으면 1 100배 시야 면

의 ⅓ 이하이면 2 ⅓simfrac12 이하면 3 frac12sim⅔ 이하면 4 100배

시야 체이면 5 1sim1⅓ 이하이면 6 1⅓sim1frac12 이하이면 7

1frac12sim2배이면 8로 하 다 이와 같은 방법으로 수를 다

(5) 재생상피의 길이 측정(length of regenerated epithe-

lium) 재생상피는 정상 상피보다 4층 이상으로 두꺼워진 상

피로 하 다(1) 재생상피의 길이가 100배 시야의 장경의

⅓ 이하면 1 ⅓simfrac12이면 2 frac12sim⅔이면 3 ⅔sim1이면 4 1⅓simfrac12

이면 5 1frac12sim⅔이면 3 1⅔sim2이면 8로 측정하 다

4) 면역조직화학염색(immunohistochemical stain)

라핀 블록 편으로 면역조직화학염색을 실시하 다

일차 항체로 rabbit Nestin (14000 ab 5968 abCAM Cam-

bridge UK) rabbit keratin 15 (1200 NB 100-91841 Novus

Biologicals Litteleton CO USA) rabbit anti-CD31 (ab59251

abCAM Cambridge UK)을 사용하 고 면역조직화학염색

은 Polink-2 plus Rabbit DAB kit를 사용하 다

CD31은 세포막 nestin은 세포질 keratin 15는 세포질에서

발 한 것을 양성으로 하 고 화상부 와 주 정상부

의 진피낭(dermal cyst)에서의 발 을 찰하 다

5) 통계분석

모든 자료의 분석은 SAS (version No 91) 통계 로그램

을 이용하 고 지표간의 상 계는 Pearson χ2 test

Duncans multiple range test로 검정하 으며 유의수 은

005 이하로 하 다

결 과

1) 염증세포침윤도

염증세포들은 주로 화상부 에 두꺼운 띠모양으로 침윤

하 는데 상피와 평행하게 침윤하 다 염증세포의 침윤은

화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 다(225plusmn136) 0일에는

없어서 0일과 비교하여 2일 7일 14일의 발 은 통계

학 으로 유의하게 증가하 고 2일과 7일에 비교하여 14

일(05plusmn055)에는 유의하게 감소하 다(Table 1) 주 정상

부 에서는 찰되지 않았다

2) 근육층의 위치

화상 후 7일부터 화상부 의 근육층이 주 의 정상 근육

층 보다 올라가서 14일에도 유지되었다 21일에는 육아조

직 진피조직이 생겼으나 근육층은 올라가 있어서 흉터

수축이 찰되었다

3) 염증세포 군집의 수

화상부 에서 염증세포의 군집은 2일째 생기기 시작하

여 7일(1556plusmn197)과 14일(1517plusmn746)에 가장 많이 찰되

었고 통계 으로 유의하 다 21일(827plusmn392)에는 유의하

게 감소하 다(Table 1)

4) 육아조직의 양

화상 후 7일부터 화상부 에서 육아조직을 찰할 수 있

었다 육아 조직은 14일에 가장 많이 생성되었으며 7일

(433plusmn049) 14일(600plusmn148) 21일(293plusmn149)의 육아조직의

양은 통계학 으로 상호간에 유의한 차이를 보 다(Table 1)

4 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

Fig 2 Immunohistochemistry for nestin Expression of nestin pro-

tein is present in the cells below the epidermis (A) the out-

er cells of epidermal cyst (B) and endothelial cells of the

granulation tissue (C)

5) 재생상피의 길이 측정

재생상피는 화상 후 2일(125plusmn045)부터 찰되었고 14일

(500)에는 가장 길었다(Table 1) 그러나 21일에는 화상부

가 완 히 재생상피로 덮여서 길이를 잴 수가 없었다

6) Nestin 발현(Fig 2)

정상 피부에서는 모낭과 진피낭주 상피세포의 세포질

에 발 하 으며 상피 바로 아래 기질 세포에서도 발 하

다 표피 피지샘 혹은 모낭 바닥 표피낭 진피 내의 털

기(hair shaft) 바닥 등에서도 발 하 다 화상부 의 모낭

주 에서는 화상 당일과 2일 후의 nestin 발 이 비슷하 지

만 7일에는 하게 감소하 다 21일에 35로 증가하

으나 통계 인 유의성은 없었다 화상부 의 진피낭에서는

화상 당일보다 2일 7일에 nestin의 발 이 감소하 으나 21

일에는 95에서 찰되었다 통계 으로 유의하게 증가하

다 화상 주변 조직의 모낭주 에서 14일에 nestin의 발

이 약간 증가하 으나 체 으로는 감소하는 추세 고

진피낭 주변에서 발 하는 nestin은 통계학 으로 유의하게

감소하 다 화상부 의 육아조직의 내피세포에서도 발

하 는데 7일과 14일에 가장 많이 발 하 다

7) Cytokeratin 15 (CK15)의 발현(Fig 3)

세포질에 발 하 다 정상 표피세포의 기 세포에는 염

색되지 않았고 기 세포 의 각질형성세포에서 발 하

다 정상 부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭에서 발

하 는데 기 세포에는 발 하지 않았다 화상 부 의 모

낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 발 이 감소하 다가 7

일에 증가하 으며 14일에 다시 감소하 다 재생표피세포

는 화상 후 7일에 선명하게 보 는데 CK15의 발 은 감소

되어있었고 14일에도 발 되지 않았다 21일에는 재생표피

가 완 히 서로 붙었는데 이 때 다시 CK15가 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 5

Fig 4 Immunohistochemistry for CD31 Expression of CD31 is

present in endothelial cells in 7 days after burn

Fig 3 Immunohistochemistry for cytokeratin 15 Expression of cytokeratin 15 is present in suptrabasal area of epidermis (A) At 7 days

after burn the expression of cytokeratin 15 was not present in regenerated epidermis (arrow)

8) CD31의 발현(Fig 4)

세포막에 발 하 고 화상부 화상 주변 정상부

의 내피세포에서 발 하 는데 화상 0일 2일과 21일

에는 발 을 찰할 수 없었고 화상 7일 14일에 발 이

찰되었다

고 찰

무모쥐는 조직학 으로 모낭이 첫 번째 순환의 퇴행기에

서 비정상으로 발육하 는데 퇴행하는 과정이 잘못되어서

털이 발육하지 못하는 것으로 생각된다 특징 인 구조는

두 가지로 타원낭(utriculus)와 진피낭이다 타원낭은 과다각

화가 있는 상피를 가진 팽 모양(ampuliform)의 구조물로

피부와 연결이 있으며 털 기의 깔때기(infundibulum)에서

기원한 것으로 보인다 진피낭은 깊은 진피에 있으며 표피

와 연결이 없다 이 낭은 각화된 상피로 내층을 형성하며

피지세포가 벽에 있을 수도 있다 이 낭은 털망울 조상세포

에서 기원한 것으로 보고되었다(2)

무모쥐는 창상치유에 한 연구에 유용한 동물이다 털

을 깎을 필요도 없고 털을 깎으면서 생기는 염증도 없으며

털이 없기 때문에 창상치유과정을 찰하는데 용이하다

털이 있는 쥐와 같이 창상치유과정 에 생기는 염증(응

백 구의 침윤) 세포의 생성과 증식(상피 재생 섬유 증

식 신생 생성) 조직 재형성(흉터 형성)의 과정을 무

모쥐에서도 찰할 수 있다고 한다(2) Nestin은 신경기원세

포-모낭 돌출부에 있는 세포-의 표지자로 알려져 있는데 Li

등(3)은 모낭돌출부 세포 부리집 외층(outer root sheath) 세

포 피지샘의 기 세포에서 nestin과 함께 CK58 CK15가

동시에 발 하 다고 보고하 다 이는 모낭세포와 신경

기세포 사이에 어떤 연 성이 있을 것으로 보이며 nestin을

발 하는 세포가 신경 기세포로서뿐만 아니라 모낭 기

세포의 역할도 하는 것으로 제안하 다

본 실험에서 nestin은 상피 바로 아래 기질에서 발 하

고 모낭주 와 진피낭 주 에서 발 하 다 육아 조직의

내피세포뿐만 아니라 표피피지샘 혹은 모낭 바닥에서도 발

하 다 Nestin 발 하는 모낭 기세포는 모 기(hair

shaft) 주 에서 발 하면서 짧은 수상돌기(dendrite)로 서로

6 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

연결되어 있었다고 하고 nestin을 발 하는 세포는 부리집

외층을 형성하 다(4) Nestin을 발 하는 모낭의 기세포

는 신생 을 성장 의 숫자도 증가시켰으며 내피세

포 특이 인 표지인 CD31과 von Willebrand factor도 발 하

다(5) 한 신경조직 신경 교세포 평활근 멜라닌 세포

로 분화할 수 있었다고 한다(6)

본 실험에서 CK15의 발 은 무모쥐의 표피세포에서는

기 세포에는 염색되지 않았고 기 세포상부의 각질형성

세포에서 발 하 다 각질세포는 keratin intermediate fila-

ments를 발 하고 있는데 기 세포층은 CK5와 CK14가 발

하고 CK1과 CK10은 기 세포층에서 발 한다 모낭

기세포는 이미 언 한 CK5와 CK6 CK16 CK17이 발

한다 최근에는 CK15가 모낭의 팽 부 에서 발 하여

CK15를 기세포의 표지자로 인정하 다 CK15의 진자

(promoter)는 쥐의 모낭의 팽 부에서 활성화되었으며

CK15의 면역염색은 신생아의 포피에서 기 세포에서 고르

게 염색되었다고 한다(7) 식도에서 그리고 신생쥐의 식도

에서 CK15가 기 세포상부에서 발 한다고 하여서 무모

쥐의 표피에서의 CK15의 발 양상은 식도나 신생쥐의 식

도 표피에서 같았다(8)

본 실험에서는 CK15의 단백질 발 이 화상 주변 정상

부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭의 편평상피세포에

서 발 하 다 그러나 기 세포에는 발 하지 않았다 화

상 부 의 모낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 CK15의 단

백질 발 이 감소하 다가 7일에 증가하 으며 14일에 다

시 감소하 다 재생표피세포는 화상 후 7일에 선명하게 보

는데 CK15의 발 은 감소되어있었고 화상 후 14일에도

발 되지 않았다 21일에는 재생표피가 완 히 서로 붙었

는데 이때 다시 CK15가 발 하 다

Werner와 Munz(9)에 따르면 일반 mice에서 표피 층제

거 손상 후 치유과정 에서 CK15 mRNA 발 이 손상 후

첫 3일간 의미 있게 감소하 고 7일 후에도 계속 감소된

상태 다고 하는데 이는 CK15 단백질의 합성이 감소되었

음을 의미한다 한 손상부 에 표피가 재생되어 회복이

되었을 때 CK15 mRNA가 정상 으로 발 하 다고 하고

육아조직 바로 의 두꺼워진 활성화된 표피세포에서

CK15의 발 이 상당히 감소하 다 그러나 손상부 주

의 정상표피에서는 계속 발 하 다(8) 우리 실험에서도

재생표피세포에서는 CK15의 발 이 감소되었는데 이는

Werner와 Munz(9)에 의하면 TNF-alpha EGF KGF가 손상부

에 많이 증가하여 CK15의 발 을 억제시켰다고 하 다

한 CK14의 발 은 손상이 치유되는 과정 에 증가하

다고 한다 손상부 의 치유 에 손상주 의 각질세포는

모양도 변하고 이주하며 keratin의 발 도 변하 다고 하

며 각질세포의 세포배양에서도 CK14는 계속 발 하 지

만 CK15은 세포들이 층화가 될 때까지 발 하지 않았다

고 한다 CK14는 모든 각질세포들의 기본 인 물질인 반면

CK15는 성숙한 기 세포와 한 연 이 있는 것으로 생

각된다 그러나 성숙한 쥐가 되면 기 세포에 국한해서 발

한다고 하 다 Porter 등(8)에 의하면 빠르게 분열하는 편

평상피세포나 손상부 의 편평상피세포 혹은 편평상피세

포암에서 CK15은 발 하지 않았고 기 세포에서도 성숙

하고 안정되어 있는 세포에서만 발 함으로 보아 CK15은

기 세포를 안정화하고 조직 구조를 유지하는 기능을 하

는 것으로 생각된다

즉 CK15은 기세포 표지자이지만 성숙한 표피세포에

서는 기 세포에만 발 되는 것으로 보인다 본 실험에서

는 무모쥐의 기 세포상부에서 발 하 다 피부손상이 생

기면 CK15가 감소하지는 않지만 재생된 표피세포에는 발

하지 않고 있다가 완 히 표피가 생기게 되면 발 하

CD31은 소 내피세포 착 분자-1 (platelet endothelial

cell adhesion molecule-1)로서 130 kDa의 당단백질로로 면역

로불린 상과(immunoglobulin superfamily)의 한 종류이며

많은 액조성세포와 내피세포에서 발 한다 CD31은 다양

한 액조성세포의 표면에 발 하며 골수 구세포들을

에서 골수로 이주하도록 도와 다고 한다(10)

Nogami 등(11)은 Sprague-Dawley rat에 개손상을 냈을

때 CD31의 발 이 이 손상 후 1일과 3일에는 보이지

않았고 5과 7일에 손상부 에서 찰되었다고 하 다 신

생 은 표피에 수직으로 놓여 있었으며 손상 후 14일에

는 CD31 양성인 들이 수직방향을 보이지 않고 흩어져

있었고 28일 후에는 조군과 비슷한 양상이 되어 있었다

고 한다 Shimamura 등(12)은 mice의 피부를 층으로 제

한 후 상처부 의 치유과정을 찰하 을 때 육아조직은

5일부터 찰되었고 CD31 양성인 신생 도 찰할 수

있었다고 한다 한 9일째 숫자가 가장 높았고 11일

째 재생된 표피가 완 히 덮었으며 15일째는 감소하 다고

한다 본 실험에서는 CD31은 화상 후 7일 14일에 의

내피세포에서 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 7

결 론

무모쥐의 화상 치유과정을 화상을 입힌 후 2 7 14

21일에 희생하여 조직학 으로 찰하 고 기세포의 표

지자인 nestin CK15 CD31의 단백질 발 을 면역조직 염색

을 통하여 찰하 다

염증세포침윤은 화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 으며

육아조직은 14일에 가장 많이 생성되었다 재생상피는 화

상 후 2일부터 찰되었고 21일에는 양측에서 재생된 상피

가 서로 융합되어서 화상부 가 덮여 있었다 Nestin은 진피

에서 다양한 구조물에서 발 하여 다양한 방향으로 분화하

면서 치유과정을 돕는 것으로 생각되며 cytokeratin 15은 표

피의 재생시기에는 발 되지 않고 재생이 된 후 안정화 시

기부터 발 되는 것으로 보아 표피의 재생을 돕는 다른 cy-

tokeratin을 찾는 연구가 추가되어야 하리라 생각된다 그리

고 CD31은 화상의 치유과정 에 육아조직이 생기는 7일과

14일에 내피세포에서 발 하므로 의 재생을 돕는

것으로 생각된다

REFERENCES

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skin burn wound healing J Burn Care Res 200829804-14

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Sci 20095310-8

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8) Porter RM Lunny DP Ogden PH Morley SM McLean WH

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1701-10

9) Werner S Munz B Suppression of keratin 15 expression by

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10) Ross EA Freeman S Zhao Y Dhanjal TS Ross EJ Lax S

et al A novel role for PECAM-1 (CD31) in regulating haema-

topoietic progenitor cell compartmentalization between the pe-

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11) Nogami M Hoshi T Arai T Toukairin Y Takama M

Takahashi I Morphology of lymphatic regeneration in rat in-

cision wound healing in comparison with vascular regener-

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12) Shimamura K Nakatani T Ueda A Sugama J Okuwa M

Relationship between lymphangiogenesis and exudates during

the wound-healing process of mouse skin full-thickness

wound Wound Repair Regen 200917598-605

Page 3: 피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 …...유과정을 조직학적으로 관찰하고, 줄기세포의 표지자에 대 한 면역조직화학염색(immunohistochemical

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 3

Table 1 Histologic changes in dressed wounds at 2 7 14 and 21 days after burn

Dressing

(day)

Histologic criteria

Cellularity LetterLocation of

muscle layerLetter

No of

inflammatory

foci

Letter

Amount of

granulation

tissue

Letter

Length of

regenerated

epithelium

Letter

0 0 f 0 a 575plusmn253 c 0 d 050plusmn173 c

2 225plusmn136 a b c 0 a 883plusmn631 b 0 d 125plusmn045 b c

7 167plusmn175 b c 2 b 1556plusmn197 a 433plusmn049 b 4 a

14 05plusmn055 d e 2 b 1517plusmn746 a 600plusmn148 a 5 a

21 minus minus minus minus 827plusmn392 b 293plusmn149 c minus minusDuncans multiple range test Means with the same letter are not significantly different Means with the different letter are significantly

different (P<005)

군집의 수를 세었다

(4) 육아조직의 양(amount of granulation tissue) 100배로

찰하 을 때 모세 이 흩어져 있으면 1 100배 시야 면

의 ⅓ 이하이면 2 ⅓simfrac12 이하면 3 frac12sim⅔ 이하면 4 100배

시야 체이면 5 1sim1⅓ 이하이면 6 1⅓sim1frac12 이하이면 7

1frac12sim2배이면 8로 하 다 이와 같은 방법으로 수를 다

(5) 재생상피의 길이 측정(length of regenerated epithe-

lium) 재생상피는 정상 상피보다 4층 이상으로 두꺼워진 상

피로 하 다(1) 재생상피의 길이가 100배 시야의 장경의

⅓ 이하면 1 ⅓simfrac12이면 2 frac12sim⅔이면 3 ⅔sim1이면 4 1⅓simfrac12

이면 5 1frac12sim⅔이면 3 1⅔sim2이면 8로 측정하 다

4) 면역조직화학염색(immunohistochemical stain)

라핀 블록 편으로 면역조직화학염색을 실시하 다

일차 항체로 rabbit Nestin (14000 ab 5968 abCAM Cam-

bridge UK) rabbit keratin 15 (1200 NB 100-91841 Novus

Biologicals Litteleton CO USA) rabbit anti-CD31 (ab59251

abCAM Cambridge UK)을 사용하 고 면역조직화학염색

은 Polink-2 plus Rabbit DAB kit를 사용하 다

CD31은 세포막 nestin은 세포질 keratin 15는 세포질에서

발 한 것을 양성으로 하 고 화상부 와 주 정상부

의 진피낭(dermal cyst)에서의 발 을 찰하 다

5) 통계분석

모든 자료의 분석은 SAS (version No 91) 통계 로그램

을 이용하 고 지표간의 상 계는 Pearson χ2 test

Duncans multiple range test로 검정하 으며 유의수 은

005 이하로 하 다

결 과

1) 염증세포침윤도

염증세포들은 주로 화상부 에 두꺼운 띠모양으로 침윤

하 는데 상피와 평행하게 침윤하 다 염증세포의 침윤은

화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 다(225plusmn136) 0일에는

없어서 0일과 비교하여 2일 7일 14일의 발 은 통계

학 으로 유의하게 증가하 고 2일과 7일에 비교하여 14

일(05plusmn055)에는 유의하게 감소하 다(Table 1) 주 정상

부 에서는 찰되지 않았다

2) 근육층의 위치

화상 후 7일부터 화상부 의 근육층이 주 의 정상 근육

층 보다 올라가서 14일에도 유지되었다 21일에는 육아조

직 진피조직이 생겼으나 근육층은 올라가 있어서 흉터

수축이 찰되었다

3) 염증세포 군집의 수

화상부 에서 염증세포의 군집은 2일째 생기기 시작하

여 7일(1556plusmn197)과 14일(1517plusmn746)에 가장 많이 찰되

었고 통계 으로 유의하 다 21일(827plusmn392)에는 유의하

게 감소하 다(Table 1)

4) 육아조직의 양

화상 후 7일부터 화상부 에서 육아조직을 찰할 수 있

었다 육아 조직은 14일에 가장 많이 생성되었으며 7일

(433plusmn049) 14일(600plusmn148) 21일(293plusmn149)의 육아조직의

양은 통계학 으로 상호간에 유의한 차이를 보 다(Table 1)

4 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

Fig 2 Immunohistochemistry for nestin Expression of nestin pro-

tein is present in the cells below the epidermis (A) the out-

er cells of epidermal cyst (B) and endothelial cells of the

granulation tissue (C)

5) 재생상피의 길이 측정

재생상피는 화상 후 2일(125plusmn045)부터 찰되었고 14일

(500)에는 가장 길었다(Table 1) 그러나 21일에는 화상부

가 완 히 재생상피로 덮여서 길이를 잴 수가 없었다

6) Nestin 발현(Fig 2)

정상 피부에서는 모낭과 진피낭주 상피세포의 세포질

에 발 하 으며 상피 바로 아래 기질 세포에서도 발 하

다 표피 피지샘 혹은 모낭 바닥 표피낭 진피 내의 털

기(hair shaft) 바닥 등에서도 발 하 다 화상부 의 모낭

주 에서는 화상 당일과 2일 후의 nestin 발 이 비슷하 지

만 7일에는 하게 감소하 다 21일에 35로 증가하

으나 통계 인 유의성은 없었다 화상부 의 진피낭에서는

화상 당일보다 2일 7일에 nestin의 발 이 감소하 으나 21

일에는 95에서 찰되었다 통계 으로 유의하게 증가하

다 화상 주변 조직의 모낭주 에서 14일에 nestin의 발

이 약간 증가하 으나 체 으로는 감소하는 추세 고

진피낭 주변에서 발 하는 nestin은 통계학 으로 유의하게

감소하 다 화상부 의 육아조직의 내피세포에서도 발

하 는데 7일과 14일에 가장 많이 발 하 다

7) Cytokeratin 15 (CK15)의 발현(Fig 3)

세포질에 발 하 다 정상 표피세포의 기 세포에는 염

색되지 않았고 기 세포 의 각질형성세포에서 발 하

다 정상 부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭에서 발

하 는데 기 세포에는 발 하지 않았다 화상 부 의 모

낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 발 이 감소하 다가 7

일에 증가하 으며 14일에 다시 감소하 다 재생표피세포

는 화상 후 7일에 선명하게 보 는데 CK15의 발 은 감소

되어있었고 14일에도 발 되지 않았다 21일에는 재생표피

가 완 히 서로 붙었는데 이 때 다시 CK15가 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 5

Fig 4 Immunohistochemistry for CD31 Expression of CD31 is

present in endothelial cells in 7 days after burn

Fig 3 Immunohistochemistry for cytokeratin 15 Expression of cytokeratin 15 is present in suptrabasal area of epidermis (A) At 7 days

after burn the expression of cytokeratin 15 was not present in regenerated epidermis (arrow)

8) CD31의 발현(Fig 4)

세포막에 발 하 고 화상부 화상 주변 정상부

의 내피세포에서 발 하 는데 화상 0일 2일과 21일

에는 발 을 찰할 수 없었고 화상 7일 14일에 발 이

찰되었다

고 찰

무모쥐는 조직학 으로 모낭이 첫 번째 순환의 퇴행기에

서 비정상으로 발육하 는데 퇴행하는 과정이 잘못되어서

털이 발육하지 못하는 것으로 생각된다 특징 인 구조는

두 가지로 타원낭(utriculus)와 진피낭이다 타원낭은 과다각

화가 있는 상피를 가진 팽 모양(ampuliform)의 구조물로

피부와 연결이 있으며 털 기의 깔때기(infundibulum)에서

기원한 것으로 보인다 진피낭은 깊은 진피에 있으며 표피

와 연결이 없다 이 낭은 각화된 상피로 내층을 형성하며

피지세포가 벽에 있을 수도 있다 이 낭은 털망울 조상세포

에서 기원한 것으로 보고되었다(2)

무모쥐는 창상치유에 한 연구에 유용한 동물이다 털

을 깎을 필요도 없고 털을 깎으면서 생기는 염증도 없으며

털이 없기 때문에 창상치유과정을 찰하는데 용이하다

털이 있는 쥐와 같이 창상치유과정 에 생기는 염증(응

백 구의 침윤) 세포의 생성과 증식(상피 재생 섬유 증

식 신생 생성) 조직 재형성(흉터 형성)의 과정을 무

모쥐에서도 찰할 수 있다고 한다(2) Nestin은 신경기원세

포-모낭 돌출부에 있는 세포-의 표지자로 알려져 있는데 Li

등(3)은 모낭돌출부 세포 부리집 외층(outer root sheath) 세

포 피지샘의 기 세포에서 nestin과 함께 CK58 CK15가

동시에 발 하 다고 보고하 다 이는 모낭세포와 신경

기세포 사이에 어떤 연 성이 있을 것으로 보이며 nestin을

발 하는 세포가 신경 기세포로서뿐만 아니라 모낭 기

세포의 역할도 하는 것으로 제안하 다

본 실험에서 nestin은 상피 바로 아래 기질에서 발 하

고 모낭주 와 진피낭 주 에서 발 하 다 육아 조직의

내피세포뿐만 아니라 표피피지샘 혹은 모낭 바닥에서도 발

하 다 Nestin 발 하는 모낭 기세포는 모 기(hair

shaft) 주 에서 발 하면서 짧은 수상돌기(dendrite)로 서로

6 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

연결되어 있었다고 하고 nestin을 발 하는 세포는 부리집

외층을 형성하 다(4) Nestin을 발 하는 모낭의 기세포

는 신생 을 성장 의 숫자도 증가시켰으며 내피세

포 특이 인 표지인 CD31과 von Willebrand factor도 발 하

다(5) 한 신경조직 신경 교세포 평활근 멜라닌 세포

로 분화할 수 있었다고 한다(6)

본 실험에서 CK15의 발 은 무모쥐의 표피세포에서는

기 세포에는 염색되지 않았고 기 세포상부의 각질형성

세포에서 발 하 다 각질세포는 keratin intermediate fila-

ments를 발 하고 있는데 기 세포층은 CK5와 CK14가 발

하고 CK1과 CK10은 기 세포층에서 발 한다 모낭

기세포는 이미 언 한 CK5와 CK6 CK16 CK17이 발

한다 최근에는 CK15가 모낭의 팽 부 에서 발 하여

CK15를 기세포의 표지자로 인정하 다 CK15의 진자

(promoter)는 쥐의 모낭의 팽 부에서 활성화되었으며

CK15의 면역염색은 신생아의 포피에서 기 세포에서 고르

게 염색되었다고 한다(7) 식도에서 그리고 신생쥐의 식도

에서 CK15가 기 세포상부에서 발 한다고 하여서 무모

쥐의 표피에서의 CK15의 발 양상은 식도나 신생쥐의 식

도 표피에서 같았다(8)

본 실험에서는 CK15의 단백질 발 이 화상 주변 정상

부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭의 편평상피세포에

서 발 하 다 그러나 기 세포에는 발 하지 않았다 화

상 부 의 모낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 CK15의 단

백질 발 이 감소하 다가 7일에 증가하 으며 14일에 다

시 감소하 다 재생표피세포는 화상 후 7일에 선명하게 보

는데 CK15의 발 은 감소되어있었고 화상 후 14일에도

발 되지 않았다 21일에는 재생표피가 완 히 서로 붙었

는데 이때 다시 CK15가 발 하 다

Werner와 Munz(9)에 따르면 일반 mice에서 표피 층제

거 손상 후 치유과정 에서 CK15 mRNA 발 이 손상 후

첫 3일간 의미 있게 감소하 고 7일 후에도 계속 감소된

상태 다고 하는데 이는 CK15 단백질의 합성이 감소되었

음을 의미한다 한 손상부 에 표피가 재생되어 회복이

되었을 때 CK15 mRNA가 정상 으로 발 하 다고 하고

육아조직 바로 의 두꺼워진 활성화된 표피세포에서

CK15의 발 이 상당히 감소하 다 그러나 손상부 주

의 정상표피에서는 계속 발 하 다(8) 우리 실험에서도

재생표피세포에서는 CK15의 발 이 감소되었는데 이는

Werner와 Munz(9)에 의하면 TNF-alpha EGF KGF가 손상부

에 많이 증가하여 CK15의 발 을 억제시켰다고 하 다

한 CK14의 발 은 손상이 치유되는 과정 에 증가하

다고 한다 손상부 의 치유 에 손상주 의 각질세포는

모양도 변하고 이주하며 keratin의 발 도 변하 다고 하

며 각질세포의 세포배양에서도 CK14는 계속 발 하 지

만 CK15은 세포들이 층화가 될 때까지 발 하지 않았다

고 한다 CK14는 모든 각질세포들의 기본 인 물질인 반면

CK15는 성숙한 기 세포와 한 연 이 있는 것으로 생

각된다 그러나 성숙한 쥐가 되면 기 세포에 국한해서 발

한다고 하 다 Porter 등(8)에 의하면 빠르게 분열하는 편

평상피세포나 손상부 의 편평상피세포 혹은 편평상피세

포암에서 CK15은 발 하지 않았고 기 세포에서도 성숙

하고 안정되어 있는 세포에서만 발 함으로 보아 CK15은

기 세포를 안정화하고 조직 구조를 유지하는 기능을 하

는 것으로 생각된다

즉 CK15은 기세포 표지자이지만 성숙한 표피세포에

서는 기 세포에만 발 되는 것으로 보인다 본 실험에서

는 무모쥐의 기 세포상부에서 발 하 다 피부손상이 생

기면 CK15가 감소하지는 않지만 재생된 표피세포에는 발

하지 않고 있다가 완 히 표피가 생기게 되면 발 하

CD31은 소 내피세포 착 분자-1 (platelet endothelial

cell adhesion molecule-1)로서 130 kDa의 당단백질로로 면역

로불린 상과(immunoglobulin superfamily)의 한 종류이며

많은 액조성세포와 내피세포에서 발 한다 CD31은 다양

한 액조성세포의 표면에 발 하며 골수 구세포들을

에서 골수로 이주하도록 도와 다고 한다(10)

Nogami 등(11)은 Sprague-Dawley rat에 개손상을 냈을

때 CD31의 발 이 이 손상 후 1일과 3일에는 보이지

않았고 5과 7일에 손상부 에서 찰되었다고 하 다 신

생 은 표피에 수직으로 놓여 있었으며 손상 후 14일에

는 CD31 양성인 들이 수직방향을 보이지 않고 흩어져

있었고 28일 후에는 조군과 비슷한 양상이 되어 있었다

고 한다 Shimamura 등(12)은 mice의 피부를 층으로 제

한 후 상처부 의 치유과정을 찰하 을 때 육아조직은

5일부터 찰되었고 CD31 양성인 신생 도 찰할 수

있었다고 한다 한 9일째 숫자가 가장 높았고 11일

째 재생된 표피가 완 히 덮었으며 15일째는 감소하 다고

한다 본 실험에서는 CD31은 화상 후 7일 14일에 의

내피세포에서 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 7

결 론

무모쥐의 화상 치유과정을 화상을 입힌 후 2 7 14

21일에 희생하여 조직학 으로 찰하 고 기세포의 표

지자인 nestin CK15 CD31의 단백질 발 을 면역조직 염색

을 통하여 찰하 다

염증세포침윤은 화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 으며

육아조직은 14일에 가장 많이 생성되었다 재생상피는 화

상 후 2일부터 찰되었고 21일에는 양측에서 재생된 상피

가 서로 융합되어서 화상부 가 덮여 있었다 Nestin은 진피

에서 다양한 구조물에서 발 하여 다양한 방향으로 분화하

면서 치유과정을 돕는 것으로 생각되며 cytokeratin 15은 표

피의 재생시기에는 발 되지 않고 재생이 된 후 안정화 시

기부터 발 되는 것으로 보아 표피의 재생을 돕는 다른 cy-

tokeratin을 찾는 연구가 추가되어야 하리라 생각된다 그리

고 CD31은 화상의 치유과정 에 육아조직이 생기는 7일과

14일에 내피세포에서 발 하므로 의 재생을 돕는

것으로 생각된다

REFERENCES

1) Zhu H Wei X Bian K Murad F Effects of nitric oxide on

skin burn wound healing J Burn Care Res 200829804-14

2) Benavides F Oberyszyn TM VanBuskirk AM Reeve VE

Kusewitt DF The hairless mouse in skin research J Dermatol

Sci 20095310-8

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cells Proc Natl Acad Sci U S A 20031009958-61

4) Morris RJ Liu Y Marles L Yang Z Trempus C Li S et

al Capturing and profiling adult hair follicle stem cells Nat

Biotechnol 200422411-7

5) Amoh Y Li L Yang M Moossa AR Katsuoka K Penman

S et al Nascent blood vessels in the skin arise from nestin-ex-

pressing hair-follicle cells Proc Natl Acad Sci U S A

200410113291-5

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Multipotent nestin-positive keratin-negative hair-follicle bulge

stem cells can form neurons Proc Natl Acad Sci U S A

20051025530-4

7) Webb A Li A Kaur P Location and phenotype of human

adult keratinocyte stem cells of the skin Differentiation

200472387-95

8) Porter RM Lunny DP Ogden PH Morley SM McLean WH

Evans A et al K15 expression implies lateral differentiation

within stratified epithelial basal cells Lab Invest 200080

1701-10

9) Werner S Munz B Suppression of keratin 15 expression by

transforming growth factor beta in vitro and by cutaneous in-

jury in vivo Exp Cell Res 200025480-90

10) Ross EA Freeman S Zhao Y Dhanjal TS Ross EJ Lax S

et al A novel role for PECAM-1 (CD31) in regulating haema-

topoietic progenitor cell compartmentalization between the pe-

ripheral blood and bone marrow PLoS One 20083e2338

11) Nogami M Hoshi T Arai T Toukairin Y Takama M

Takahashi I Morphology of lymphatic regeneration in rat in-

cision wound healing in comparison with vascular regener-

ation Leg Med (Tokyo) 200911213-8

12) Shimamura K Nakatani T Ueda A Sugama J Okuwa M

Relationship between lymphangiogenesis and exudates during

the wound-healing process of mouse skin full-thickness

wound Wound Repair Regen 200917598-605

Page 4: 피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 …...유과정을 조직학적으로 관찰하고, 줄기세포의 표지자에 대 한 면역조직화학염색(immunohistochemical

4 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

Fig 2 Immunohistochemistry for nestin Expression of nestin pro-

tein is present in the cells below the epidermis (A) the out-

er cells of epidermal cyst (B) and endothelial cells of the

granulation tissue (C)

5) 재생상피의 길이 측정

재생상피는 화상 후 2일(125plusmn045)부터 찰되었고 14일

(500)에는 가장 길었다(Table 1) 그러나 21일에는 화상부

가 완 히 재생상피로 덮여서 길이를 잴 수가 없었다

6) Nestin 발현(Fig 2)

정상 피부에서는 모낭과 진피낭주 상피세포의 세포질

에 발 하 으며 상피 바로 아래 기질 세포에서도 발 하

다 표피 피지샘 혹은 모낭 바닥 표피낭 진피 내의 털

기(hair shaft) 바닥 등에서도 발 하 다 화상부 의 모낭

주 에서는 화상 당일과 2일 후의 nestin 발 이 비슷하 지

만 7일에는 하게 감소하 다 21일에 35로 증가하

으나 통계 인 유의성은 없었다 화상부 의 진피낭에서는

화상 당일보다 2일 7일에 nestin의 발 이 감소하 으나 21

일에는 95에서 찰되었다 통계 으로 유의하게 증가하

다 화상 주변 조직의 모낭주 에서 14일에 nestin의 발

이 약간 증가하 으나 체 으로는 감소하는 추세 고

진피낭 주변에서 발 하는 nestin은 통계학 으로 유의하게

감소하 다 화상부 의 육아조직의 내피세포에서도 발

하 는데 7일과 14일에 가장 많이 발 하 다

7) Cytokeratin 15 (CK15)의 발현(Fig 3)

세포질에 발 하 다 정상 표피세포의 기 세포에는 염

색되지 않았고 기 세포 의 각질형성세포에서 발 하

다 정상 부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭에서 발

하 는데 기 세포에는 발 하지 않았다 화상 부 의 모

낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 발 이 감소하 다가 7

일에 증가하 으며 14일에 다시 감소하 다 재생표피세포

는 화상 후 7일에 선명하게 보 는데 CK15의 발 은 감소

되어있었고 14일에도 발 되지 않았다 21일에는 재생표피

가 완 히 서로 붙었는데 이 때 다시 CK15가 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 5

Fig 4 Immunohistochemistry for CD31 Expression of CD31 is

present in endothelial cells in 7 days after burn

Fig 3 Immunohistochemistry for cytokeratin 15 Expression of cytokeratin 15 is present in suptrabasal area of epidermis (A) At 7 days

after burn the expression of cytokeratin 15 was not present in regenerated epidermis (arrow)

8) CD31의 발현(Fig 4)

세포막에 발 하 고 화상부 화상 주변 정상부

의 내피세포에서 발 하 는데 화상 0일 2일과 21일

에는 발 을 찰할 수 없었고 화상 7일 14일에 발 이

찰되었다

고 찰

무모쥐는 조직학 으로 모낭이 첫 번째 순환의 퇴행기에

서 비정상으로 발육하 는데 퇴행하는 과정이 잘못되어서

털이 발육하지 못하는 것으로 생각된다 특징 인 구조는

두 가지로 타원낭(utriculus)와 진피낭이다 타원낭은 과다각

화가 있는 상피를 가진 팽 모양(ampuliform)의 구조물로

피부와 연결이 있으며 털 기의 깔때기(infundibulum)에서

기원한 것으로 보인다 진피낭은 깊은 진피에 있으며 표피

와 연결이 없다 이 낭은 각화된 상피로 내층을 형성하며

피지세포가 벽에 있을 수도 있다 이 낭은 털망울 조상세포

에서 기원한 것으로 보고되었다(2)

무모쥐는 창상치유에 한 연구에 유용한 동물이다 털

을 깎을 필요도 없고 털을 깎으면서 생기는 염증도 없으며

털이 없기 때문에 창상치유과정을 찰하는데 용이하다

털이 있는 쥐와 같이 창상치유과정 에 생기는 염증(응

백 구의 침윤) 세포의 생성과 증식(상피 재생 섬유 증

식 신생 생성) 조직 재형성(흉터 형성)의 과정을 무

모쥐에서도 찰할 수 있다고 한다(2) Nestin은 신경기원세

포-모낭 돌출부에 있는 세포-의 표지자로 알려져 있는데 Li

등(3)은 모낭돌출부 세포 부리집 외층(outer root sheath) 세

포 피지샘의 기 세포에서 nestin과 함께 CK58 CK15가

동시에 발 하 다고 보고하 다 이는 모낭세포와 신경

기세포 사이에 어떤 연 성이 있을 것으로 보이며 nestin을

발 하는 세포가 신경 기세포로서뿐만 아니라 모낭 기

세포의 역할도 하는 것으로 제안하 다

본 실험에서 nestin은 상피 바로 아래 기질에서 발 하

고 모낭주 와 진피낭 주 에서 발 하 다 육아 조직의

내피세포뿐만 아니라 표피피지샘 혹은 모낭 바닥에서도 발

하 다 Nestin 발 하는 모낭 기세포는 모 기(hair

shaft) 주 에서 발 하면서 짧은 수상돌기(dendrite)로 서로

6 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

연결되어 있었다고 하고 nestin을 발 하는 세포는 부리집

외층을 형성하 다(4) Nestin을 발 하는 모낭의 기세포

는 신생 을 성장 의 숫자도 증가시켰으며 내피세

포 특이 인 표지인 CD31과 von Willebrand factor도 발 하

다(5) 한 신경조직 신경 교세포 평활근 멜라닌 세포

로 분화할 수 있었다고 한다(6)

본 실험에서 CK15의 발 은 무모쥐의 표피세포에서는

기 세포에는 염색되지 않았고 기 세포상부의 각질형성

세포에서 발 하 다 각질세포는 keratin intermediate fila-

ments를 발 하고 있는데 기 세포층은 CK5와 CK14가 발

하고 CK1과 CK10은 기 세포층에서 발 한다 모낭

기세포는 이미 언 한 CK5와 CK6 CK16 CK17이 발

한다 최근에는 CK15가 모낭의 팽 부 에서 발 하여

CK15를 기세포의 표지자로 인정하 다 CK15의 진자

(promoter)는 쥐의 모낭의 팽 부에서 활성화되었으며

CK15의 면역염색은 신생아의 포피에서 기 세포에서 고르

게 염색되었다고 한다(7) 식도에서 그리고 신생쥐의 식도

에서 CK15가 기 세포상부에서 발 한다고 하여서 무모

쥐의 표피에서의 CK15의 발 양상은 식도나 신생쥐의 식

도 표피에서 같았다(8)

본 실험에서는 CK15의 단백질 발 이 화상 주변 정상

부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭의 편평상피세포에

서 발 하 다 그러나 기 세포에는 발 하지 않았다 화

상 부 의 모낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 CK15의 단

백질 발 이 감소하 다가 7일에 증가하 으며 14일에 다

시 감소하 다 재생표피세포는 화상 후 7일에 선명하게 보

는데 CK15의 발 은 감소되어있었고 화상 후 14일에도

발 되지 않았다 21일에는 재생표피가 완 히 서로 붙었

는데 이때 다시 CK15가 발 하 다

Werner와 Munz(9)에 따르면 일반 mice에서 표피 층제

거 손상 후 치유과정 에서 CK15 mRNA 발 이 손상 후

첫 3일간 의미 있게 감소하 고 7일 후에도 계속 감소된

상태 다고 하는데 이는 CK15 단백질의 합성이 감소되었

음을 의미한다 한 손상부 에 표피가 재생되어 회복이

되었을 때 CK15 mRNA가 정상 으로 발 하 다고 하고

육아조직 바로 의 두꺼워진 활성화된 표피세포에서

CK15의 발 이 상당히 감소하 다 그러나 손상부 주

의 정상표피에서는 계속 발 하 다(8) 우리 실험에서도

재생표피세포에서는 CK15의 발 이 감소되었는데 이는

Werner와 Munz(9)에 의하면 TNF-alpha EGF KGF가 손상부

에 많이 증가하여 CK15의 발 을 억제시켰다고 하 다

한 CK14의 발 은 손상이 치유되는 과정 에 증가하

다고 한다 손상부 의 치유 에 손상주 의 각질세포는

모양도 변하고 이주하며 keratin의 발 도 변하 다고 하

며 각질세포의 세포배양에서도 CK14는 계속 발 하 지

만 CK15은 세포들이 층화가 될 때까지 발 하지 않았다

고 한다 CK14는 모든 각질세포들의 기본 인 물질인 반면

CK15는 성숙한 기 세포와 한 연 이 있는 것으로 생

각된다 그러나 성숙한 쥐가 되면 기 세포에 국한해서 발

한다고 하 다 Porter 등(8)에 의하면 빠르게 분열하는 편

평상피세포나 손상부 의 편평상피세포 혹은 편평상피세

포암에서 CK15은 발 하지 않았고 기 세포에서도 성숙

하고 안정되어 있는 세포에서만 발 함으로 보아 CK15은

기 세포를 안정화하고 조직 구조를 유지하는 기능을 하

는 것으로 생각된다

즉 CK15은 기세포 표지자이지만 성숙한 표피세포에

서는 기 세포에만 발 되는 것으로 보인다 본 실험에서

는 무모쥐의 기 세포상부에서 발 하 다 피부손상이 생

기면 CK15가 감소하지는 않지만 재생된 표피세포에는 발

하지 않고 있다가 완 히 표피가 생기게 되면 발 하

CD31은 소 내피세포 착 분자-1 (platelet endothelial

cell adhesion molecule-1)로서 130 kDa의 당단백질로로 면역

로불린 상과(immunoglobulin superfamily)의 한 종류이며

많은 액조성세포와 내피세포에서 발 한다 CD31은 다양

한 액조성세포의 표면에 발 하며 골수 구세포들을

에서 골수로 이주하도록 도와 다고 한다(10)

Nogami 등(11)은 Sprague-Dawley rat에 개손상을 냈을

때 CD31의 발 이 이 손상 후 1일과 3일에는 보이지

않았고 5과 7일에 손상부 에서 찰되었다고 하 다 신

생 은 표피에 수직으로 놓여 있었으며 손상 후 14일에

는 CD31 양성인 들이 수직방향을 보이지 않고 흩어져

있었고 28일 후에는 조군과 비슷한 양상이 되어 있었다

고 한다 Shimamura 등(12)은 mice의 피부를 층으로 제

한 후 상처부 의 치유과정을 찰하 을 때 육아조직은

5일부터 찰되었고 CD31 양성인 신생 도 찰할 수

있었다고 한다 한 9일째 숫자가 가장 높았고 11일

째 재생된 표피가 완 히 덮었으며 15일째는 감소하 다고

한다 본 실험에서는 CD31은 화상 후 7일 14일에 의

내피세포에서 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 7

결 론

무모쥐의 화상 치유과정을 화상을 입힌 후 2 7 14

21일에 희생하여 조직학 으로 찰하 고 기세포의 표

지자인 nestin CK15 CD31의 단백질 발 을 면역조직 염색

을 통하여 찰하 다

염증세포침윤은 화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 으며

육아조직은 14일에 가장 많이 생성되었다 재생상피는 화

상 후 2일부터 찰되었고 21일에는 양측에서 재생된 상피

가 서로 융합되어서 화상부 가 덮여 있었다 Nestin은 진피

에서 다양한 구조물에서 발 하여 다양한 방향으로 분화하

면서 치유과정을 돕는 것으로 생각되며 cytokeratin 15은 표

피의 재생시기에는 발 되지 않고 재생이 된 후 안정화 시

기부터 발 되는 것으로 보아 표피의 재생을 돕는 다른 cy-

tokeratin을 찾는 연구가 추가되어야 하리라 생각된다 그리

고 CD31은 화상의 치유과정 에 육아조직이 생기는 7일과

14일에 내피세포에서 발 하므로 의 재생을 돕는

것으로 생각된다

REFERENCES

1) Zhu H Wei X Bian K Murad F Effects of nitric oxide on

skin burn wound healing J Burn Care Res 200829804-14

2) Benavides F Oberyszyn TM VanBuskirk AM Reeve VE

Kusewitt DF The hairless mouse in skin research J Dermatol

Sci 20095310-8

3) Li L Mignone J Yang M Matic M Penman S Enikolopov

G et al Nestin expression in hair follicle sheath progenitor

cells Proc Natl Acad Sci U S A 20031009958-61

4) Morris RJ Liu Y Marles L Yang Z Trempus C Li S et

al Capturing and profiling adult hair follicle stem cells Nat

Biotechnol 200422411-7

5) Amoh Y Li L Yang M Moossa AR Katsuoka K Penman

S et al Nascent blood vessels in the skin arise from nestin-ex-

pressing hair-follicle cells Proc Natl Acad Sci U S A

200410113291-5

6) Amoh Y Li L Katsuoka K Penman S Hoffman RM

Multipotent nestin-positive keratin-negative hair-follicle bulge

stem cells can form neurons Proc Natl Acad Sci U S A

20051025530-4

7) Webb A Li A Kaur P Location and phenotype of human

adult keratinocyte stem cells of the skin Differentiation

200472387-95

8) Porter RM Lunny DP Ogden PH Morley SM McLean WH

Evans A et al K15 expression implies lateral differentiation

within stratified epithelial basal cells Lab Invest 200080

1701-10

9) Werner S Munz B Suppression of keratin 15 expression by

transforming growth factor beta in vitro and by cutaneous in-

jury in vivo Exp Cell Res 200025480-90

10) Ross EA Freeman S Zhao Y Dhanjal TS Ross EJ Lax S

et al A novel role for PECAM-1 (CD31) in regulating haema-

topoietic progenitor cell compartmentalization between the pe-

ripheral blood and bone marrow PLoS One 20083e2338

11) Nogami M Hoshi T Arai T Toukairin Y Takama M

Takahashi I Morphology of lymphatic regeneration in rat in-

cision wound healing in comparison with vascular regener-

ation Leg Med (Tokyo) 200911213-8

12) Shimamura K Nakatani T Ueda A Sugama J Okuwa M

Relationship between lymphangiogenesis and exudates during

the wound-healing process of mouse skin full-thickness

wound Wound Repair Regen 200917598-605

Page 5: 피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 …...유과정을 조직학적으로 관찰하고, 줄기세포의 표지자에 대 한 면역조직화학염색(immunohistochemical

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 5

Fig 4 Immunohistochemistry for CD31 Expression of CD31 is

present in endothelial cells in 7 days after burn

Fig 3 Immunohistochemistry for cytokeratin 15 Expression of cytokeratin 15 is present in suptrabasal area of epidermis (A) At 7 days

after burn the expression of cytokeratin 15 was not present in regenerated epidermis (arrow)

8) CD31의 발현(Fig 4)

세포막에 발 하 고 화상부 화상 주변 정상부

의 내피세포에서 발 하 는데 화상 0일 2일과 21일

에는 발 을 찰할 수 없었고 화상 7일 14일에 발 이

찰되었다

고 찰

무모쥐는 조직학 으로 모낭이 첫 번째 순환의 퇴행기에

서 비정상으로 발육하 는데 퇴행하는 과정이 잘못되어서

털이 발육하지 못하는 것으로 생각된다 특징 인 구조는

두 가지로 타원낭(utriculus)와 진피낭이다 타원낭은 과다각

화가 있는 상피를 가진 팽 모양(ampuliform)의 구조물로

피부와 연결이 있으며 털 기의 깔때기(infundibulum)에서

기원한 것으로 보인다 진피낭은 깊은 진피에 있으며 표피

와 연결이 없다 이 낭은 각화된 상피로 내층을 형성하며

피지세포가 벽에 있을 수도 있다 이 낭은 털망울 조상세포

에서 기원한 것으로 보고되었다(2)

무모쥐는 창상치유에 한 연구에 유용한 동물이다 털

을 깎을 필요도 없고 털을 깎으면서 생기는 염증도 없으며

털이 없기 때문에 창상치유과정을 찰하는데 용이하다

털이 있는 쥐와 같이 창상치유과정 에 생기는 염증(응

백 구의 침윤) 세포의 생성과 증식(상피 재생 섬유 증

식 신생 생성) 조직 재형성(흉터 형성)의 과정을 무

모쥐에서도 찰할 수 있다고 한다(2) Nestin은 신경기원세

포-모낭 돌출부에 있는 세포-의 표지자로 알려져 있는데 Li

등(3)은 모낭돌출부 세포 부리집 외층(outer root sheath) 세

포 피지샘의 기 세포에서 nestin과 함께 CK58 CK15가

동시에 발 하 다고 보고하 다 이는 모낭세포와 신경

기세포 사이에 어떤 연 성이 있을 것으로 보이며 nestin을

발 하는 세포가 신경 기세포로서뿐만 아니라 모낭 기

세포의 역할도 하는 것으로 제안하 다

본 실험에서 nestin은 상피 바로 아래 기질에서 발 하

고 모낭주 와 진피낭 주 에서 발 하 다 육아 조직의

내피세포뿐만 아니라 표피피지샘 혹은 모낭 바닥에서도 발

하 다 Nestin 발 하는 모낭 기세포는 모 기(hair

shaft) 주 에서 발 하면서 짧은 수상돌기(dendrite)로 서로

6 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

연결되어 있었다고 하고 nestin을 발 하는 세포는 부리집

외층을 형성하 다(4) Nestin을 발 하는 모낭의 기세포

는 신생 을 성장 의 숫자도 증가시켰으며 내피세

포 특이 인 표지인 CD31과 von Willebrand factor도 발 하

다(5) 한 신경조직 신경 교세포 평활근 멜라닌 세포

로 분화할 수 있었다고 한다(6)

본 실험에서 CK15의 발 은 무모쥐의 표피세포에서는

기 세포에는 염색되지 않았고 기 세포상부의 각질형성

세포에서 발 하 다 각질세포는 keratin intermediate fila-

ments를 발 하고 있는데 기 세포층은 CK5와 CK14가 발

하고 CK1과 CK10은 기 세포층에서 발 한다 모낭

기세포는 이미 언 한 CK5와 CK6 CK16 CK17이 발

한다 최근에는 CK15가 모낭의 팽 부 에서 발 하여

CK15를 기세포의 표지자로 인정하 다 CK15의 진자

(promoter)는 쥐의 모낭의 팽 부에서 활성화되었으며

CK15의 면역염색은 신생아의 포피에서 기 세포에서 고르

게 염색되었다고 한다(7) 식도에서 그리고 신생쥐의 식도

에서 CK15가 기 세포상부에서 발 한다고 하여서 무모

쥐의 표피에서의 CK15의 발 양상은 식도나 신생쥐의 식

도 표피에서 같았다(8)

본 실험에서는 CK15의 단백질 발 이 화상 주변 정상

부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭의 편평상피세포에

서 발 하 다 그러나 기 세포에는 발 하지 않았다 화

상 부 의 모낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 CK15의 단

백질 발 이 감소하 다가 7일에 증가하 으며 14일에 다

시 감소하 다 재생표피세포는 화상 후 7일에 선명하게 보

는데 CK15의 발 은 감소되어있었고 화상 후 14일에도

발 되지 않았다 21일에는 재생표피가 완 히 서로 붙었

는데 이때 다시 CK15가 발 하 다

Werner와 Munz(9)에 따르면 일반 mice에서 표피 층제

거 손상 후 치유과정 에서 CK15 mRNA 발 이 손상 후

첫 3일간 의미 있게 감소하 고 7일 후에도 계속 감소된

상태 다고 하는데 이는 CK15 단백질의 합성이 감소되었

음을 의미한다 한 손상부 에 표피가 재생되어 회복이

되었을 때 CK15 mRNA가 정상 으로 발 하 다고 하고

육아조직 바로 의 두꺼워진 활성화된 표피세포에서

CK15의 발 이 상당히 감소하 다 그러나 손상부 주

의 정상표피에서는 계속 발 하 다(8) 우리 실험에서도

재생표피세포에서는 CK15의 발 이 감소되었는데 이는

Werner와 Munz(9)에 의하면 TNF-alpha EGF KGF가 손상부

에 많이 증가하여 CK15의 발 을 억제시켰다고 하 다

한 CK14의 발 은 손상이 치유되는 과정 에 증가하

다고 한다 손상부 의 치유 에 손상주 의 각질세포는

모양도 변하고 이주하며 keratin의 발 도 변하 다고 하

며 각질세포의 세포배양에서도 CK14는 계속 발 하 지

만 CK15은 세포들이 층화가 될 때까지 발 하지 않았다

고 한다 CK14는 모든 각질세포들의 기본 인 물질인 반면

CK15는 성숙한 기 세포와 한 연 이 있는 것으로 생

각된다 그러나 성숙한 쥐가 되면 기 세포에 국한해서 발

한다고 하 다 Porter 등(8)에 의하면 빠르게 분열하는 편

평상피세포나 손상부 의 편평상피세포 혹은 편평상피세

포암에서 CK15은 발 하지 않았고 기 세포에서도 성숙

하고 안정되어 있는 세포에서만 발 함으로 보아 CK15은

기 세포를 안정화하고 조직 구조를 유지하는 기능을 하

는 것으로 생각된다

즉 CK15은 기세포 표지자이지만 성숙한 표피세포에

서는 기 세포에만 발 되는 것으로 보인다 본 실험에서

는 무모쥐의 기 세포상부에서 발 하 다 피부손상이 생

기면 CK15가 감소하지는 않지만 재생된 표피세포에는 발

하지 않고 있다가 완 히 표피가 생기게 되면 발 하

CD31은 소 내피세포 착 분자-1 (platelet endothelial

cell adhesion molecule-1)로서 130 kDa의 당단백질로로 면역

로불린 상과(immunoglobulin superfamily)의 한 종류이며

많은 액조성세포와 내피세포에서 발 한다 CD31은 다양

한 액조성세포의 표면에 발 하며 골수 구세포들을

에서 골수로 이주하도록 도와 다고 한다(10)

Nogami 등(11)은 Sprague-Dawley rat에 개손상을 냈을

때 CD31의 발 이 이 손상 후 1일과 3일에는 보이지

않았고 5과 7일에 손상부 에서 찰되었다고 하 다 신

생 은 표피에 수직으로 놓여 있었으며 손상 후 14일에

는 CD31 양성인 들이 수직방향을 보이지 않고 흩어져

있었고 28일 후에는 조군과 비슷한 양상이 되어 있었다

고 한다 Shimamura 등(12)은 mice의 피부를 층으로 제

한 후 상처부 의 치유과정을 찰하 을 때 육아조직은

5일부터 찰되었고 CD31 양성인 신생 도 찰할 수

있었다고 한다 한 9일째 숫자가 가장 높았고 11일

째 재생된 표피가 완 히 덮었으며 15일째는 감소하 다고

한다 본 실험에서는 CD31은 화상 후 7일 14일에 의

내피세포에서 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 7

결 론

무모쥐의 화상 치유과정을 화상을 입힌 후 2 7 14

21일에 희생하여 조직학 으로 찰하 고 기세포의 표

지자인 nestin CK15 CD31의 단백질 발 을 면역조직 염색

을 통하여 찰하 다

염증세포침윤은 화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 으며

육아조직은 14일에 가장 많이 생성되었다 재생상피는 화

상 후 2일부터 찰되었고 21일에는 양측에서 재생된 상피

가 서로 융합되어서 화상부 가 덮여 있었다 Nestin은 진피

에서 다양한 구조물에서 발 하여 다양한 방향으로 분화하

면서 치유과정을 돕는 것으로 생각되며 cytokeratin 15은 표

피의 재생시기에는 발 되지 않고 재생이 된 후 안정화 시

기부터 발 되는 것으로 보아 표피의 재생을 돕는 다른 cy-

tokeratin을 찾는 연구가 추가되어야 하리라 생각된다 그리

고 CD31은 화상의 치유과정 에 육아조직이 생기는 7일과

14일에 내피세포에서 발 하므로 의 재생을 돕는

것으로 생각된다

REFERENCES

1) Zhu H Wei X Bian K Murad F Effects of nitric oxide on

skin burn wound healing J Burn Care Res 200829804-14

2) Benavides F Oberyszyn TM VanBuskirk AM Reeve VE

Kusewitt DF The hairless mouse in skin research J Dermatol

Sci 20095310-8

3) Li L Mignone J Yang M Matic M Penman S Enikolopov

G et al Nestin expression in hair follicle sheath progenitor

cells Proc Natl Acad Sci U S A 20031009958-61

4) Morris RJ Liu Y Marles L Yang Z Trempus C Li S et

al Capturing and profiling adult hair follicle stem cells Nat

Biotechnol 200422411-7

5) Amoh Y Li L Yang M Moossa AR Katsuoka K Penman

S et al Nascent blood vessels in the skin arise from nestin-ex-

pressing hair-follicle cells Proc Natl Acad Sci U S A

200410113291-5

6) Amoh Y Li L Katsuoka K Penman S Hoffman RM

Multipotent nestin-positive keratin-negative hair-follicle bulge

stem cells can form neurons Proc Natl Acad Sci U S A

20051025530-4

7) Webb A Li A Kaur P Location and phenotype of human

adult keratinocyte stem cells of the skin Differentiation

200472387-95

8) Porter RM Lunny DP Ogden PH Morley SM McLean WH

Evans A et al K15 expression implies lateral differentiation

within stratified epithelial basal cells Lab Invest 200080

1701-10

9) Werner S Munz B Suppression of keratin 15 expression by

transforming growth factor beta in vitro and by cutaneous in-

jury in vivo Exp Cell Res 200025480-90

10) Ross EA Freeman S Zhao Y Dhanjal TS Ross EJ Lax S

et al A novel role for PECAM-1 (CD31) in regulating haema-

topoietic progenitor cell compartmentalization between the pe-

ripheral blood and bone marrow PLoS One 20083e2338

11) Nogami M Hoshi T Arai T Toukairin Y Takama M

Takahashi I Morphology of lymphatic regeneration in rat in-

cision wound healing in comparison with vascular regener-

ation Leg Med (Tokyo) 200911213-8

12) Shimamura K Nakatani T Ueda A Sugama J Okuwa M

Relationship between lymphangiogenesis and exudates during

the wound-healing process of mouse skin full-thickness

wound Wound Repair Regen 200917598-605

Page 6: 피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 …...유과정을 조직학적으로 관찰하고, 줄기세포의 표지자에 대 한 면역조직화학염색(immunohistochemical

6 J Korean Surg Soc Vol 79 No 1

연결되어 있었다고 하고 nestin을 발 하는 세포는 부리집

외층을 형성하 다(4) Nestin을 발 하는 모낭의 기세포

는 신생 을 성장 의 숫자도 증가시켰으며 내피세

포 특이 인 표지인 CD31과 von Willebrand factor도 발 하

다(5) 한 신경조직 신경 교세포 평활근 멜라닌 세포

로 분화할 수 있었다고 한다(6)

본 실험에서 CK15의 발 은 무모쥐의 표피세포에서는

기 세포에는 염색되지 않았고 기 세포상부의 각질형성

세포에서 발 하 다 각질세포는 keratin intermediate fila-

ments를 발 하고 있는데 기 세포층은 CK5와 CK14가 발

하고 CK1과 CK10은 기 세포층에서 발 한다 모낭

기세포는 이미 언 한 CK5와 CK6 CK16 CK17이 발

한다 최근에는 CK15가 모낭의 팽 부 에서 발 하여

CK15를 기세포의 표지자로 인정하 다 CK15의 진자

(promoter)는 쥐의 모낭의 팽 부에서 활성화되었으며

CK15의 면역염색은 신생아의 포피에서 기 세포에서 고르

게 염색되었다고 한다(7) 식도에서 그리고 신생쥐의 식도

에서 CK15가 기 세포상부에서 발 한다고 하여서 무모

쥐의 표피에서의 CK15의 발 양상은 식도나 신생쥐의 식

도 표피에서 같았다(8)

본 실험에서는 CK15의 단백질 발 이 화상 주변 정상

부 의 표피낭과 털 기 모낭과 진피낭의 편평상피세포에

서 발 하 다 그러나 기 세포에는 발 하지 않았다 화

상 부 의 모낭과 진피낭에서는 화상 후 2일에 CK15의 단

백질 발 이 감소하 다가 7일에 증가하 으며 14일에 다

시 감소하 다 재생표피세포는 화상 후 7일에 선명하게 보

는데 CK15의 발 은 감소되어있었고 화상 후 14일에도

발 되지 않았다 21일에는 재생표피가 완 히 서로 붙었

는데 이때 다시 CK15가 발 하 다

Werner와 Munz(9)에 따르면 일반 mice에서 표피 층제

거 손상 후 치유과정 에서 CK15 mRNA 발 이 손상 후

첫 3일간 의미 있게 감소하 고 7일 후에도 계속 감소된

상태 다고 하는데 이는 CK15 단백질의 합성이 감소되었

음을 의미한다 한 손상부 에 표피가 재생되어 회복이

되었을 때 CK15 mRNA가 정상 으로 발 하 다고 하고

육아조직 바로 의 두꺼워진 활성화된 표피세포에서

CK15의 발 이 상당히 감소하 다 그러나 손상부 주

의 정상표피에서는 계속 발 하 다(8) 우리 실험에서도

재생표피세포에서는 CK15의 발 이 감소되었는데 이는

Werner와 Munz(9)에 의하면 TNF-alpha EGF KGF가 손상부

에 많이 증가하여 CK15의 발 을 억제시켰다고 하 다

한 CK14의 발 은 손상이 치유되는 과정 에 증가하

다고 한다 손상부 의 치유 에 손상주 의 각질세포는

모양도 변하고 이주하며 keratin의 발 도 변하 다고 하

며 각질세포의 세포배양에서도 CK14는 계속 발 하 지

만 CK15은 세포들이 층화가 될 때까지 발 하지 않았다

고 한다 CK14는 모든 각질세포들의 기본 인 물질인 반면

CK15는 성숙한 기 세포와 한 연 이 있는 것으로 생

각된다 그러나 성숙한 쥐가 되면 기 세포에 국한해서 발

한다고 하 다 Porter 등(8)에 의하면 빠르게 분열하는 편

평상피세포나 손상부 의 편평상피세포 혹은 편평상피세

포암에서 CK15은 발 하지 않았고 기 세포에서도 성숙

하고 안정되어 있는 세포에서만 발 함으로 보아 CK15은

기 세포를 안정화하고 조직 구조를 유지하는 기능을 하

는 것으로 생각된다

즉 CK15은 기세포 표지자이지만 성숙한 표피세포에

서는 기 세포에만 발 되는 것으로 보인다 본 실험에서

는 무모쥐의 기 세포상부에서 발 하 다 피부손상이 생

기면 CK15가 감소하지는 않지만 재생된 표피세포에는 발

하지 않고 있다가 완 히 표피가 생기게 되면 발 하

CD31은 소 내피세포 착 분자-1 (platelet endothelial

cell adhesion molecule-1)로서 130 kDa의 당단백질로로 면역

로불린 상과(immunoglobulin superfamily)의 한 종류이며

많은 액조성세포와 내피세포에서 발 한다 CD31은 다양

한 액조성세포의 표면에 발 하며 골수 구세포들을

에서 골수로 이주하도록 도와 다고 한다(10)

Nogami 등(11)은 Sprague-Dawley rat에 개손상을 냈을

때 CD31의 발 이 이 손상 후 1일과 3일에는 보이지

않았고 5과 7일에 손상부 에서 찰되었다고 하 다 신

생 은 표피에 수직으로 놓여 있었으며 손상 후 14일에

는 CD31 양성인 들이 수직방향을 보이지 않고 흩어져

있었고 28일 후에는 조군과 비슷한 양상이 되어 있었다

고 한다 Shimamura 등(12)은 mice의 피부를 층으로 제

한 후 상처부 의 치유과정을 찰하 을 때 육아조직은

5일부터 찰되었고 CD31 양성인 신생 도 찰할 수

있었다고 한다 한 9일째 숫자가 가장 높았고 11일

째 재생된 표피가 완 히 덮었으며 15일째는 감소하 다고

한다 본 실험에서는 CD31은 화상 후 7일 14일에 의

내피세포에서 발 하 다

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 7

결 론

무모쥐의 화상 치유과정을 화상을 입힌 후 2 7 14

21일에 희생하여 조직학 으로 찰하 고 기세포의 표

지자인 nestin CK15 CD31의 단백질 발 을 면역조직 염색

을 통하여 찰하 다

염증세포침윤은 화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 으며

육아조직은 14일에 가장 많이 생성되었다 재생상피는 화

상 후 2일부터 찰되었고 21일에는 양측에서 재생된 상피

가 서로 융합되어서 화상부 가 덮여 있었다 Nestin은 진피

에서 다양한 구조물에서 발 하여 다양한 방향으로 분화하

면서 치유과정을 돕는 것으로 생각되며 cytokeratin 15은 표

피의 재생시기에는 발 되지 않고 재생이 된 후 안정화 시

기부터 발 되는 것으로 보아 표피의 재생을 돕는 다른 cy-

tokeratin을 찾는 연구가 추가되어야 하리라 생각된다 그리

고 CD31은 화상의 치유과정 에 육아조직이 생기는 7일과

14일에 내피세포에서 발 하므로 의 재생을 돕는

것으로 생각된다

REFERENCES

1) Zhu H Wei X Bian K Murad F Effects of nitric oxide on

skin burn wound healing J Burn Care Res 200829804-14

2) Benavides F Oberyszyn TM VanBuskirk AM Reeve VE

Kusewitt DF The hairless mouse in skin research J Dermatol

Sci 20095310-8

3) Li L Mignone J Yang M Matic M Penman S Enikolopov

G et al Nestin expression in hair follicle sheath progenitor

cells Proc Natl Acad Sci U S A 20031009958-61

4) Morris RJ Liu Y Marles L Yang Z Trempus C Li S et

al Capturing and profiling adult hair follicle stem cells Nat

Biotechnol 200422411-7

5) Amoh Y Li L Yang M Moossa AR Katsuoka K Penman

S et al Nascent blood vessels in the skin arise from nestin-ex-

pressing hair-follicle cells Proc Natl Acad Sci U S A

200410113291-5

6) Amoh Y Li L Katsuoka K Penman S Hoffman RM

Multipotent nestin-positive keratin-negative hair-follicle bulge

stem cells can form neurons Proc Natl Acad Sci U S A

20051025530-4

7) Webb A Li A Kaur P Location and phenotype of human

adult keratinocyte stem cells of the skin Differentiation

200472387-95

8) Porter RM Lunny DP Ogden PH Morley SM McLean WH

Evans A et al K15 expression implies lateral differentiation

within stratified epithelial basal cells Lab Invest 200080

1701-10

9) Werner S Munz B Suppression of keratin 15 expression by

transforming growth factor beta in vitro and by cutaneous in-

jury in vivo Exp Cell Res 200025480-90

10) Ross EA Freeman S Zhao Y Dhanjal TS Ross EJ Lax S

et al A novel role for PECAM-1 (CD31) in regulating haema-

topoietic progenitor cell compartmentalization between the pe-

ripheral blood and bone marrow PLoS One 20083e2338

11) Nogami M Hoshi T Arai T Toukairin Y Takama M

Takahashi I Morphology of lymphatic regeneration in rat in-

cision wound healing in comparison with vascular regener-

ation Leg Med (Tokyo) 200911213-8

12) Shimamura K Nakatani T Ueda A Sugama J Okuwa M

Relationship between lymphangiogenesis and exudates during

the wound-healing process of mouse skin full-thickness

wound Wound Repair Regen 200917598-605

Page 7: 피부화상치유에서 줄기세포 표지자의 면역조직화학적 …...유과정을 조직학적으로 관찰하고, 줄기세포의 표지자에 대 한 면역조직화학염색(immunohistochemical

Young Hee Choi et alImmunohistochemical Expression of Stem Cell Markers during the Wound Healing Process of Cutaneous Burn 7

결 론

무모쥐의 화상 치유과정을 화상을 입힌 후 2 7 14

21일에 희생하여 조직학 으로 찰하 고 기세포의 표

지자인 nestin CK15 CD31의 단백질 발 을 면역조직 염색

을 통하여 찰하 다

염증세포침윤은 화상 후 2일에 가장 많이 침윤하 으며

육아조직은 14일에 가장 많이 생성되었다 재생상피는 화

상 후 2일부터 찰되었고 21일에는 양측에서 재생된 상피

가 서로 융합되어서 화상부 가 덮여 있었다 Nestin은 진피

에서 다양한 구조물에서 발 하여 다양한 방향으로 분화하

면서 치유과정을 돕는 것으로 생각되며 cytokeratin 15은 표

피의 재생시기에는 발 되지 않고 재생이 된 후 안정화 시

기부터 발 되는 것으로 보아 표피의 재생을 돕는 다른 cy-

tokeratin을 찾는 연구가 추가되어야 하리라 생각된다 그리

고 CD31은 화상의 치유과정 에 육아조직이 생기는 7일과

14일에 내피세포에서 발 하므로 의 재생을 돕는

것으로 생각된다

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