Subcutaneous tissue fibroblast cytoskeletal remodeling induced by acupuncture: Evidence for a mechanotransduction-based mechanism.
Langevin HM, Bouffard NA, Badger GJ, Churchill DL, Howe AK.
J Cell Physiol. 2006;207(3):767-74.
침자극(Acupuncture) 에 의한 피하조직의 섬유아세포(fibroblast)의 세포골격의 재구성(cytoskeletal remodeling): 기계적전달(mechanotransduction)에 기반한 기전에 대한 근거
피하조직은 근막과 간질결합조직을 포함하는 “성긴” 결합조직의 네트워크의 한 부분이다. 이는 세포형태의 역동적이고 가역적인 변화로 조직의 신전에 빠르게 반응하는 섬유아세포로 구성되어져 있다. 피부와 인대, 건 등의 강한 결합조직과 달리, 피하조직은 탄성계수가 낮다. 따라서, 성긴 결합조직내의 섬유아세포는 조밀한 결합조직에서 보다 외부의 힘을 직접적으로 받게 된다. 최근 연구에서도 성긴결합조직이 조직 부하(tissue loads)의 변화에 빠르고 능동적으로 반응한다는 것이 밝혀졌다.
세포골격(cytoskeleton)은 세포에 가해지는 외부의 기계적 힘의 전달과 이러한 힘의 생화학적 반응으로 변환에 주요한 구조이다. 세포골격의 가소성, 기계적 반응성과 Rho GTPase 같은 세포내 조절단백의 연결은 기계적 전달(mechanotranduction)의 기본을 이룬다. 기계적전달이 세포와 외부환경과의 상호작용에 관련되기 때문에, Cell culture 모델에서 중요한 요소로 다뤄지고 있다. 이러한 면에서, 결합조직내의 기계적 전달을 연구하는 실험적 도구로 고대의 침의 기술을 연구할 수 있다. 침의 염전하는 동안 피하조직의 감김(winding)과 말초에서 침체방향으로 성긴 콜라겐의 당김 현상이 보고되었다. 쥐에서 침의 염전은 피하조직의 구조의 변화를 유발하였고, 침을 빼는데 필요한 힘을 10배이상 증가시켰다. 따라서, 침의 이러한 독특한 특성은 성긴 피하조직 측에서 특이적으로 나타난다. 피하조직의 섬유아세포에서 자극 의존적으로 형태학적인 변화가 있는지 관찰하고, Rho, Rac signaling기전과 actomyosin contractility과 관여하는 지 관찰한다.
침의 수기법은 피하결합조직의 기계적 자극을 유발한다는 사실이 알려졌다. 본 연구에서는 기계적으로 유도된 세포골격 재구성(cytoskeletal remodeling)에서 기계적전달에 기반한 기전의 역할을 알아보고자 하였다. 침의 염전(捻轉)자극을 공초점현미경(confocal microscopy)를 이용하여 생쥐의 복부피하조직의 외식편의 형태학적 분석으로 정량화하였다. 침의 염전자극은 30분 내에 광범위한 섬유아세포의 확산(fibroblast spreading)과 라멜리포디아(lamellipodia)형성하여 세포체 단면면적의 증가를 측정되었다. 2회 염전자극이 가장 큰 효과를 보여주었고, 그 이상은 오히려 감소하였다. 염전자극의 효과는 조직 전체를 통해 나타났고 수 cm 떨어진 주변으로까지 반응이 나타났다. 2회 염전으로 나타나는 피하조직내의 변화는 actomyosin contractility (blebbistatin), Rho kinase (Y-27632, H-1152)와 Rac signaling의 약물학적 억제제를 통해서 억제되었다. 본 연구에서 섬유아세포의 세포골격의 반응은 전체조직에서 외부에서 기계적 자극에 대한 세포의 기계적전달체계를 이해하는데 중요한 역할을 할 것이고, 결합조직의 기계적 전달과 관련된 침의 기전 모델을 설명해준다.
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