방사선 조사에 의한 수정체상피세포의 섬유아세포로의 전환분화 억제효과

목적 : 방사선조사가 수정체상피세포의 섬유아세포로의 전환분화에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상과 방법 : 캡슐라백 모델에서 돼지 수정체상피세포를 DMEM에 배양한 대조군과 X선을 각각 500, 1000 및 2000 rad를 조사한 실험군으로 나누어 배양 7일 후에 위상차현미경을 이용하여 형태학적인 변화와 전환분화 된 섬유아세포 수를 측정하고, 세포의 증식정도를 PCNA 및 BrdU 면역염색으로 확인하였다. 또한, western blot을 이용한 4형 콜라겐의 발현정도와 TUNEL법을 이용한 세포자멸사 여부를 관찰하였다. 결과 : 배양 7일째 전환분화된 섬유아세포수는 대조군 300±1.58개, 500 rad(실험군 I) 240±1.58개, 1000 rad(실험군 II) 231.75±4.1E개, 2000 rad(실험군 III) 213.50±0.22개로 방사선 조사량에 비례하여 섬유아세포로의 전환분화가 억제되었다. PCNA지수와 BrdU표지 세포수는 대조군 56±1.58%와 27.6±4.6개에 비해 실험군 I 26±1.56%와 18.4±8.5개, 실험군 II 24±1.60%와 17.2±4.2개, 실험군 III 16±1.58%와 8.6±2.4개로 방사선 조사량에 비례하여 세포증식도 억제되었다. Western blot에서도 대조군에 비해 실험군 I, II에서 콜라겐 발현이 감소하였고, 실험군 III에서는 현저히 그 발현이 감소하였다. TUNEL법은 대조군과 실험군 I, II에서 세포자멸사 정도는 차이가 없었지만 실험군 III에서는 세포자멸사가 증가하였다. 결론 : 방사선조사가 수정체상피세포의 섬유아세포로의 전환분화를 억제함을 확인하여 후발성 백내장의 예방에 방사선 조사를 이용할 수 있는 임상적 가능성을 제시하였다. Purpose: We estimated the effectiveness of radiation on transdifferentiation of the lens epithelial cells into fibroblast. Methods: The morphologic changes and number of fibroblasts were determined using a phase contrast microscope. The proliferation of lens epithelial cells was analyzed by PCNA and BrdU assay in the control group and in the experimental groups exposed to 500, 1000 or 2000 rad of X-ray on the 7th day of culture. Expression of type IV collagen was estimated by Western blot and apoptosis was investigated using TUNEL assay. Results: The number of fibroblast transdifferentiated from lens epithelial cell was 300±1.58 in control group, and 240±1.58, 231.75±4.1E, and 213.50±0.22 in the group exposed to 500 (experimental group I), 1000 (experimental group II), and 2000 rad (experimental group III), respectively, on the 7th day of culture (radiation was decreased in a dose-dependent manner). The index of PCNA and count of BrdU labeling cells were 56±1.58% and 27.6±4.6 in control group; 26±1.56% and 18.4±8.5 in experimental group I; 24±1.60% and 17.2±4.2 in experimental group II; 16±1.58% and 8.6±2.4 in experimental group III, respectively. These results indicated that proliferation of lens epithelial cells was inhibited by radiation in a dose-dependant manner. The Western blot showed that the expression of collagen decreased in experimental groups I and II and markedly decreased in experimental group III, compared with control group. TUNEL showed no differences between the control and experimental groups I and II but showed increased apoptosis in experimental group III. Conclusions: Radiation may inhibit