집속이온빔장치(focused ion beam, FIB)는 전자보다 무거운 양이온빔을 이용하여 시료를 10~100 nm 정도로 깎아 낼 수 있는 장비로 주로 재료분야에서 활용되어 왔다. 최근 세계적으로 의생물 분야에서의 활용이 점차 늘어나고 있는 추세에 있어 국내연구자들의 이해를 돕기 위해 간단히 기기의 메커니즘과 그 활용예를 기술 하고자 한다. FIB에 주로 사용되는 갈륨(Ga)빔의 특성 때문에 시료의 표면을 효과적으로 쳐 낼 수 있고, 전계 방사형 주사전자현미경(FESEM)을 이용하면 그 표면의 영상을 얻을 수 있다. 이 두 가지 시스템을 하나의 시스템으로 묶어낸 것을 dual beam system이라고 한다. 최근 이러한 시스템을 이용하여 효모, 병원균에 감염된 식물 등이 소개되었으며, 통상적으로 경도가 높아 처리하기 힘든 상아나 어패류의 껍질 등의 시료를 효과적으로 분석한 연구도 있다. 또한 FIB를 이용한 밀링과 FESEM을 이용한 절단면 촬영을 반복하여 얻는 영상을 이용하여 신경계의 연결망을 재구성하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. FIB/FESEM dual beam은 의생물학 분야의 다양한 연구에 활용될 수 있는 유용한 도구며, 의생물 시료의 3차원 연구에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Short 펩타이드는 약용화장품(cosmeceuticals)으로 가능성이 있지만, 펩타이드의 친수성 성질 때문에 피부를 통한 전달이 어렵다. 따라서 이러한 short 펩타이드를 약용화장품으로 이용하기 위해서는 피부를 통과할 수 있는 성질로 바꾸어야만 한다. 이 연구에서는 프로콜라겐 type I의 신호펩타이드로 작용할 수 있는 KTTKS의 5개 펩타이드에 양친매적인 특성을 부여하기 위해 올레산을 결합시켰고, 그 후 나노좀으로 제조하였다. 제조된 나노좀은 동결투과전자현미경법을 이용하여 크기가 100에서 200 nm 사이의 리포좀의 형태임이 확인되었으며, 제타전위측정장치(ELS)를 통해 24주 동안 안정적인 크기를 유지하고 있음이 확인되었다. 이렇게 제조된 나노좀을 피부에 바른 후 자가방사기록법(autoradiography)을 이용하여 피부에 침투 여부를 확인하였다. 이 5개 펩타이드의 친수성 성질로 인하여 펩타이드만 피부에 도말하였을 때는 피부에 침투되지 않았으나, 펩타이드와 올레산을 결합하여 나노좀으로 제조된 경우에는 피부의 진피층까지 잘 도달한 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 자가방사법이 피부를 통한 효과물질의 전달을 검증할 수 있는 좋은 방법임을 보여줌과 동시에 피부에 효과를 나타내는 친수성펩타이드의 피부를 통한 전달에 올레산 결합을 이용한 나노좀 형태가 효과적인 것을 보여주었다.

이 실험은 Ehrlich 종양세포를 샅부위에 이식한 후 고농도의 BCG(Bacillus Calmette-Guerin)를 피부밑조직에 반복 투여하였을 때, 샘창자점막의 형태학적 변화와 함께 DNA합성지수를 비교 연구하고자 3H-thymidine을 투여한 후 자기방사법적 연구를 시행하였다. 실험동물로는 체중 25 g 내외의 ICR 흰생쥐를 사용하였으며 정상대조군을 제외한 종양대조군과 BCG투여군의 동물에는 샅부위 피부밑조직에 각각 $1{\times}10^7$의 Ehrlich 종양세포를 이식하였다. BCG투여군은 종양세포이식 다음날부터 농축 건조된 BCG를 생리식염수에 용해시킨 다음, 일정량을 하루건너 한 번씩 7회 피부밑조직에 주사하였다. 종양대조군은 종양세포이식 후에 생리식염수를 하루건너 한 번씩 7회 피부밑조직에 주사하였고, 정상대조군은 종양세포를 이식하지 않은 동물을 사용하였으며 각 군에는 5마리씩의 동물을 배정하였다. 자기방사법적 관찰을 위하여는 약제를 마지막으로 주사한 다음날 3H-thymidine $0.7{\mu}Ci$/gm를 꼬리에 한차례 정맥주사하고, 70분 후 도살하여 샘창자조직을 떼어내어 10% 포르마린으로 고정하였다. 관찰은 샘창자조직이 세로로 잘 절단된 창자움 부위를 택하여 점막근육판을 따라 점막길이 3.5mm의 창자샘상피에 분포하는 3H-thymidine 표지세포의 수를 계수하였으며, 일반조직 관찰을 위해서는 hematoxylineosin (H-E)염색을 시행하였다. 일반조직관찰에서 종양대조군과 BCG투여군은 정상대조군에 비해 샘창자 점막 고유판에 림프구와 호산성백혈구가 다수 관찰된 것 이외에는 형태적으로 큰 변화를 볼 수 없었다. 자기방사법적 연구에서 정상대조군, 종양대조군 및 BCG투여군은 점막길이 3.5 mm 당 출현하는 표지세포수가 각각 632.3 (${\pm}14.47$), 761.7 (${\pm}27.65$) 및 505.0 (${\pm}17.09$)개였다. 이상의 결과를 종합해보면 Ehrlich 종양세포를 이식한 생쥐에 BCG를 반복 투여하면 샘창자 점막상피세포의 DNA합성을 유의하게 억제하면서도 형태적인 변화가 경미하였으므로 BCG는 항암치료시 항암효과를 높일 수 있는 좋은 약제라고 생각된다.

한방에서 사용되는 약재 중 가자와 지모, 단삼은 면역조절 및 항암효과, 항염증효과가 있다고 알려졌다. 그러나 비만세포와 관련된 아나필락스를 이해할 수 있는 세포학적 기전에 대한 가자와 지모, 단삼의 효과에 대해서는 알려진 바 없다. 본 연구에서는 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물이 아나필락시스 반응에 대해 어떠한 영향을 끼치는지를 조사하였다. 시험관내 실험과 생체 실험을 통하여, 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물이 compound 48/80에 의한 아나필락시스와 비만세포 활성화 및 IgE에 의한 피부반응을 관찰하였다. 실험결과는 다음과 같다. 1) 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물은 compound 48/80에 의한 전신성 아나필락시스와 귀부종 반응, IgE에 의한 피부반응을 억제하였다. 2) Compound 48/80에 의한 비만세포 탈과립과 흰쥐 복강 비만세포로부터 히스타민 유리가 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물 전처리에 의해 억제되었다. 3) Compound 48/80에 의한 흰쥐 복강 비만세포내로의 칼슘 유입이 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물 전처리에 의해 현저하게 억제되었다. 이상의 결과로 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물은 비만세포 탈과립과 비만세포로부터 히스타민 유리, 비만세포내로 칼슘유입을 억제함으로써 compound 48/80에 의한 아나필락시스와 IgE에 의한 피부반응을 억제한다는 것을 알 수 있었다. 이로써 가자와 지모, 단삼은 알레르기 질환에 대한 효과적인 치료제로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

포유동물의 난소는 호르몬과 감각신경 및 교감신경의 지배를 받아 난소 내 혈류의 조절, 스테로이드 호르몬 생성 및 난포의 발달과 관계된 난소의 고유기능이 조절되고 있다. 본 실험에서는 통상적인 추적자인 CT-HRP와 Pseudorabies바이러스(PRV)의 Bartha strain을 신경추적자로 이용하여 뇌하수체 후엽 및 난소와 연결된 중추신경부위를 밝히고자 하였다. 또 oxytocin을 난소 지배 신경축속에서 동정함으로써 신경축내 oxytocinergic neuron들의 존재를 확인하고, 이들이 배란을 중심으로 한 난소생식주기에 따라 보이는 중추 내 oxytocin신경세포의 변화를 조사하고자 하였다. Sprague-Dawley 흰쥐를 대상으로 난소 내에 PRV를 주사하고 48시간 후 실험동물들은 4% paraformaldehyde-lysine periodae로 고정하였으며, 뇌를 적출하여 $30{\mu}m$ 두께의 관상연속 절편을 만들어 CTHRP, PRV 및 oxytocin에 대한 삼중염색을 시행하였다. 본 실험 결과 후뇌에서부터 전뇌에 이르기까지 PRV에 양성반응을 보인 신경핵들이 관찰되어 난소를 지배하는 신경축을 구성할 수 있었다. 또 시상하부의 뇌실옆핵에서 oxytocin, PRV와 CT-HRP에 삼중으로 염색된 세포가 관찰됨으로써 신경내분비축과 자율신경축이 공동으로 기원하고 있다는 것을 형태학적으로 보여주었다. 따라서 oxytocin은 이 두 계통 내에서 호르몬의 역할과 신경전달물질의 역할을 겸할 것이라는 것을 추측할 수 있었다.

대극과 대극속 Anthacantha절의 한계와 근연 분류군과의 유연 관계를 규명하기 위해 Anthacantha절에 속한 8종과 근연 분류군을 포함하여 총 16종의 종자를 광학 및 주사전자현미경으로 연구하였다. 측정된 형질 중 6가지 정성형질만을 이용한 수리분석을 바탕으로 3가지 유형으로 구분되었다. Type I (sect. Anthacan 능선 주변에는 결절이 없이 표면이 매끈한 특징을 가진다. Type II (sect. Medusae+sect. Treisia-1군)는 사각형태로 배능선 주변에 돌출된 세포가 발달되어 있으며 표면에 결절이 있는 특징을 가진다. Type III (sect. Treisia-2군)는 전체적인 형태는 난형이며 배능선 주변에 돌출된 세포가 발달되어 Type II에 가까우나 세포표면에 종피세포가 여러 개 모여 솟아올라있어 Type I, II 에는 없는 특징을 보여준다. 본 연구를 통해 Anthacantha절에 속한 종과 Meleuphorbia절에 속한 종은 종자형태의 형질이 매우 유사하여 유연관계가 깊은 것으로 생각되며, 기존의 분자적, 화분분류학적 연구의 결과와 잘 일치하는 양상을 보였다. 또한 Treisia절과 Medusae절에 속하는 분류군은 종자 형태적으로 Anthacantha절의 종들과 차이를 보이고 있어 이들과는 상대적으로 유연관계가 먼 것으로 추정되며 이와 같은 결과는 최근에 수행된 분자적 연구의 결과와는 상반된 양상으로 나타났다.

암은 전 세계적으로 사망률이 높은 질병으로 현재 자궁암 치료는 cisplatin, 5-fluorouracil (5FU) 등의 항암화학요법과 방사선 요법 등을 복합적으로 병행하고 있다. 최근 항암효과를 가지고 있는 자연식품의 섭취에 관심이 커지면서 커리의 주성분인 curcumin (CMN), 녹차의 주성분인 카테킨, 토마토의 주성분인 리코펜 등의 약리효과에 대한 연구가 활성화되고 있다. CMN은 동물실험 결과 항염증의 활성이 있고, 피부, 대장, 유방, 전립선 등에서 암으로의 진행을 억제한다는 보고가 있으나 인체 자궁암에서는 그 효과가 밝혀져 있지않다. 본 연구는 항암제 5FU와 CMN이 인체 자궁암세포 HeLa에 미치는 영향을 apoptosis의 유도로 평가하고, p53유전자 발현율과의 상관관계로 확인하고자 시행하였다. CMN은 HeLa 세포의 성장을 억제하였으며, 5FU로 유도된 apoptosis의 발생률과 p53유전자의 발현률을 현저하게 증가시키는 것으로 나타났다(p<0.05). 이러한 연구결과는 CMN이 자궁암 치료제의 가능성이 있으며, 또한 5FU와 복합적으로 사용하면 항암제를 단독으로 투여하는 경우보다 자궁암 치료에 보다 효과적임을 강력히 시사하는 것이다.

주머니 형태의 흡입식 포충낭을 형성하는 통발속(Utricularia) 식물은 포충낭에 발달하는 감각모 및 다양한 분비모로 능동적인 식충의 기능을 수행한다. 본 연구에서는 물속에 서식하는 수생형 통발(U. japonica)과 땅속에 서식하는 지생형 땅귀개(U. livida)2종 포충낭의 형태적 분화 특성을 광학 및 전자현미경을 이용하여 연구하였다. 이들 2종의 포충낭 내부 및 외부 표피조직에 발달하는 먹이 감지구조 및 감각모와 분비모의 분화양상은 서식환경에 따라 매우 상이하였다. 수생형 통발의 포충낭 입구에는 분지된 안테나 및 부속지들이 위치하고, 덧문에는 감각모 4개가 분포하였다. 포충낭의 외부 표피조직에는 반구형의 작은 단세포 분비모들이 산재하나 내부로 향한 입구 부위에는 무병 및 capitate형 분비모들이 점액물질을 분비하여 덧문을 여닫으며 먹이 포획을 하였다. 포충낭 내부 전체 표피표면에는 4분지모들이 밀생하나, 2분지모들은 덧문 하단의 일부 조직에만 수직으로 발달하였다. 반면, 지생형 땅귀개의 포충낭 입구에는 내부를 향하면서 좁아지는 누두상의 먹이 접촉 및 감지구조를 형성하였다. 이들의 배축면에는 다세포성 비분비모들이 규칙적으로 배열하나 향축면에는 여러형태의 분비모가 밀생하여 입구를 피복하며 덧문은 외부로 노출되지 않았다. 덧문에는 2개의 감각모가 발달하며 포충낭 내부에는 H-자 형태의 4분지모가 소수 발달하였고, 2분지모는 덧문 하단 표면에 수평으로 배열하였다. 먹이 유입 시 이들 분비모에서는 다량의 분비물질이 분비되어 포충낭 내부 전체표면을 피복하였다. 이상의 결과는 수생 및 지생 통발 2종 포충낭의 형태 분화 및 구조적 특성이 이후 흡입식 포충낭에서의 식충기작 및 세포수준에서의 미세구조 연구에서 유용한 중요 자료가 될 것으로 생각된다.

본 연구는 15% 글리콜산과 30% 글리콜산이 포함된 각각의 필링제를 털이 제거된 mice 등쪽 피부에 처리하여 시술 전후의 피부 수분량, 유분량 및 pH를 Cutometer로 분석하였고 표피 각 질의 변화에 대한 미세구조를 더마스코프와 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 15% 글리콜산을 처리한 실험군 I과 30% 글리콜산을 처리한 실험군 II에서 피부의 수분량, 유분량 및 pH의 변화는 필링제의 농도가 높을수록 감소하는 것으로 확인되었다. Mice 피부의 표면을 더마스코프로 관찰한 결과 정상 대조군의 피부는 전반적으로 투명한 상태로 표피에서 각질이 분리되어 있거나 탈락되기 직전의 상태로 나타났다. 15% 글리콜산으로 처리한 mice 피부 표면의 각질은 많이 제거된 상태로 관찰되었으며 30% 글리콜산으로 처리한 mice 피부 표면은 매끄러운 상태로 선홍색을 띠고 있었다. Mice 피부 각질층을 인위적으로 탈락시켜서 주사전자현미경으로 관찰한 결과 정상 대조군의 각질층 표면은 각화세포 막의 함입에 의해서 불규칙하였다. 15% 글리콜산으로 처리한 mice 피부의 각질층 표면은 비교적 매끄러웠으며 노출된 각화세포의 세포질 표면은 약간의 주름이 형성되어 있었다. 30% 글리콜산으로 처리한 mice 피부에서 각질층 표면은 매끄러웠으며 이들 표면은 주름이 형성되어 있지 않았다.

바다잉어과(Osmeridae)에 속하는 빙어(Hypomesus niponesis)의 정소 내 성숙한 정자들을 전자현미경을 이용하여 조사하였다. 빙어의 정소는 한 쌍으로 부레와 창자 사이에 위치하였고 좌측 정소가 우측 정소보다 큰 것으로 나타났으며 흰색이었다. 정소 내의 성숙한 정자의 길이는 $26{\mu}m$ 정도였다. 두부는 난형으로 직경은 400 nm 정도였으며 첨체는 관찰되지 않았고, 특히 염색질의 이질적 응축이 관찰되었다. 두부의 핵이 함입되어 핵와(nuclear fossa)가 깊게 형성되었으며 핵와 내 기저부에서 편모가 직선으로 분포하였고 편모의 미세소관은 전형적인 9+2 구조를 이루고 있었다. 또한 편모의 외측에는 두개의 axonemal fin이 관찰되었으며, 중편에는 미토콘드리아가 하나만 존재하였다.

미토콘드리아에서 생성하는 ATP는 미토콘드리아의 속막에 존재하는 전자전달계 효소(electron transferase)에 의해 생성되며, 이러한 전자전달계 효소는 복합체 I, II, III, IV, V로 구성되어 있다고 알려져 있다. ATP는 ATPase에 의해 생성되며, ATPase는 $F_0$와 $F_1$ 소복합체로 구성되어 있다. 미토콘드리아의 외막에는 Porin 또는 VDAC(voltage-dependent anion-selective channel)이라고 알려져 있는 미세한 구멍 형태의 단백질이 존재하며, 세포질에 존재하는 succinate, malate, ATP와 같은 음전하용질 또는 전자를 선택적으로 통과시키는 역할을 수행하는 것으로 보고된 바 있다. 본 연구에서는 소의 심근 미토콘드리아에 존재하고 있는 porin과 ATPase의 기능과 분포의 관계를 알아보기 위하여, porin과 ATPase Ⅴ-${\beta}$ 항체를 면역반응법을 이용한 광학현미경과 이중면역반응법을 이용한 형광현미경으로 확인하고, 심근 미토콘드리아의 두 단백질 분포를 면역황금표지법을 이용한 전자현미경으로 관찰하였다. 미토콘드리아에서 porin 항체에 대한 미토콘드리아 조직항원의 발색은 조직내에서 전반적으로 관찰할 수 있었으며, ATPase 항체에 대한 조직항원의 발색은 세로면에서 관찰되었다. 이중면역응법에서 porin 항체와 ATPase는 각각 다른 조직에서 발색이 관찰되거나, 같은 조직 내에서 관찰되었다. 면역황금표지법에서 porin 항체는 미토콘드리아의 바깥막에서 황금입자가 표지된 것을 확인할 수 있었으며, ATPase는 미토콘드리아의 속막에서 황금입자가 표지된 것을 확인할 수 있었다. 그러나 ATPase 항체가 황금입자로 표지되지 않은 미토콘드리아도 확인되었다. 이러한 결과로 porin 항체와 ATPase 항체는 미토콘드리아의 바깥막과 속막에 각각 분포양상을 확인하였다. porin 항체의 발색으로 인한 조직 내의 미토콘드리아가 존재하고 있음을 확인할 수 있었으며, ATPase 항체의 발색으로 인한 ATP를 생성하는 미토콘드리아를 확인할 수 있었다. 하지만 porin 항체의 반응으로 확인된 미토콘드리아가 반드시 ATP를 생성하는 것은 아니라는 것을 추측할 수 있었다.

The skin is the largest organ of the integument system whose surface is closely related with many physiological and pathological conditions. Various methods are used to understand the structural and functional status of human skin. We would like to present usefulness of scanning electron microscopic (SEM) observation of skin replica and its significance of training module for a novice. The silicon replicas from several regions of the body (hand, finger, forearm, lip, and face) were casted by applying Exafine$^{(R)}$ mixture. The positive replicas were prepared by applying EPON 812 mixture on negative silicon replicas. Some of the negative silicon replicas were cut with a razor blade and surface profiles were observed. The negative and positive replicas were coated with platinum and were observed under the scanning electron microscope. We could investigate the detailed structures of the human skin surface without any physical damage to the subject. The positive replicas depicted real surface structure of the human skin vividly. The cross sectional view of the negative silicon replicas provided surface profile clearly. The scanning electron microscopic observation of the human skin replicas would be useful to study skin surface structures and to evaluate medical and esthetical applications.