Role of apoptosis in cleft palate induced by retinoic acid in rat model

의학과/석사[한글]구개열(cleft palate)은 1000명에 2명꼴로 발생되는 것으로 알려져 있는 선천성 기형으로 인종적인 차이는 있으나, 성형외과 영역에서 가장 흔한 선천성 기형의 하나이다. 구개열의 발생기전에 대해서는 지금까지 많은 연구가 있었으나, 그럼에도 아직 논란의 여지가 많다. 일반적으로 알려진 바에 따르면 구개열의 발생은 다음과 같다. 혀 양쪽에서 수직방향으로 성장이 일어나다가 수평방향으로 그 성장 방향이 바뀌며 경첩모양으로 양쪽의 돌기기 접촉되어 융합됨으로써 구개가 발생되는데, 이러한 과정의 어느 한 부분에 문제가 발생되면 구개열이 발생되는 것으로 알려져 있다. 이러한 구개열의 발생 기전 중, 특히 최근에는 양 구개돌기의 수평 융합과정에서 세포사멸(apoptosis)이 중요한 역할을 하며, 이러한 세포사멸 과정에 이상이 있을 경우, 구개열이 발생된다고 보고되고 있다.한편 산모가 임신기간 초반에 여드름 등의 피부질환 치료제 등으로 이용되는 레티노이드산 (retinoic acid: 비타민 A) 에 노출되는 경우 구개열의 발생이 증가한다고 알려져 있다. 내인성 레티노이드산은 구개돌기의 융합 시 내측단상피의 세포사멸에 영향을 주어 양 구개궁의 융합에 중요한 역할을 하지만, 외인성 레티노이드산은 구개의 발생에 있어서 용량 및 주입 시기에 따라 강한 기형 유발물질로 작용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 저자는 구개궁 접근 및 융합 시기에 세포사멸의 역할을 규명하는데 초점을 맞추어 레티노이드산으로 구개열을 유도함으로써, 구개열 형성 과정에서 세포사멸의 역할이 정상구개 발생에 있어서의 세포사멸 과정과 어떠한 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 결과는 다음과 같다.1. 외형관찰 결과 레티노이드산에 노출된 실험군에서 배자의 머리둔부 길이, 코에서 눈 내측부까지의 길이, 사지 길이가 대조군에 비해 유의하게 짧았다.2. 구개궁의 수평배열과 hyaluronic acid의 발현은 실험군에서 대조군에 비해 약 1일 늦게 관찰되었다.3. 대조군에서는 구개궁 융합 전에는 세포사멸이 관찰되지 않았으며, 발생 16일 구개궁 융합이 이루어지는 시기에 세포사멸이 관찰되었다.4. 실험군중 구개궁 발달자체가 미약했던 배자에서는 구개궁 융합 전인 17일째 내측단상피(medial edge epithelia)에서 세포사멸이 관찰되었으나, 대조군과 비교하여 발현량에 큰 차이는 없었다.5. 실험군 중 레티노이드산을 주입하였음에도 구개궁 발달 및 접근이 어느 정도 이루어진 배자의 경우에는 연구개부위에서 대조군과는 달리 구개궁 융합 전임에도 17일째 대조군에 비해 확연히 구분되는 세포사멸의 증가가 내측단상피에서 관찰 되었다.6. 대조군에서 구개의 전방부에서는 구개돌기가 접촉하기 전부터 세포사멸이 일어나기 시작하였으며 접촉한 후에도 강하게 내측단상피를 따라 지속되었다. 하지만, 후방부에서는 두 돌기가 접촉하는 순간이나 접촉하기 전에 전혀 세포사멸을 관찰할 수 없었다7. 실험군 중 레티노이드산을 주입하였음에도 구개궁 발달 및 접근이 이루어진 배자에서는 구개의 전방부에서는 대조군과 유사한 양상을 보였으나, 후방부에서는 접촉하는 순간이나 접촉하기 이미 전에 대조군과는 달리 세포사멸이 왕성하게 일어나는 것을 관찰할 수 있었다.이상의 결과를 종합하면, 구개궁의 형성시 외인성 레티노이드산이 구개궁 융합 전 내측단상피의 세포사멸을 유도하여 구개궁의 수평발달과 융합을 저해하는 기전으로 작용함을 확인할 수 있었으며, 레티노이드산 주입으로 구개궁의 발달자체가 미약한 경우에는 세포사멸 기전과 함께 세포주기에 영향을 미쳐 구개궁의 성장 발달 자체를 저해하는 기전이 함께 영향을 미친다고 사료된다.즉, 레티노이드산은 세포주기에 영향을 주어 구개궁 발달 자체를 저해시킴과 동시에 세포사멸 과정을 통해서도 구개열을 유도하는 것으로 추정되며, 레티노이드산으로 유도되는 구개열 발생 기전을 좀 더 명확히 이해하기 위해서는 이와 함께 상피-간엽조직 변환, 상피세포이동 등의 기전에 대해서도 좀 더 연구되어야 할 것으로 생각된다. [영문]Cleft palate is one of the most common congenital anomaly in the field of plastic surgery and it occurs in approximately 2 in 1000 live births. The mechanism of cleft palate has been investigated until now, but several controversies about the mechanism of cleft palate remains. Generally, the developments of secondary palate are as follows. The secondary palatal shelves are beginning to form on the medial aspects of the maxillary processes. When the shelves have reached a size sufficient for contact after elevation, they begin the process of reorientation. In the hard palate region, they appear to hinge upward, while in the posterior region they apparently undergo a remodeling process. Cleft palate may result from disturbances at any stage of palate development. According to the recent studies, the apoptosis during the fusion of palatal shelves seems to be one of the candidate mechanism inducing the cleft palate.The retinoic acid is known to be among the teratogens inducing the cleft palate. So, the author investigated the relationships between the apoptosis and cleft palate induced by retinoic acid. The results are as follows.1. Morphological examinations reveals the underdevelopments of experimental group compared to the contrast group.2. Developmental delay was also observed in experimental groups.3. In experimental groups whose palatal shelves were underdeveloped, the apoptosis was observed even though the palatal shelves were not fused yet.4. In experimental groups whose palatal shelves were normally developed, the apoptosis was apparently observed in MEE in compared to that of the control groups.According to the above results, the mechanism of cleft palate induced by retinoic acid seems to be multi-factorial. And it depends on the amount and stage of injection of retinoic acid in rat model.ope