Immunohistochemical and Ultrastructural Characterization of the Choline Acetyltransferase-immunoreactive Nerve Cells in the Diagonal Band of Broca of the Rat Basal Forebrains

흰쥐의 전뇌 기저부 대각 Broca대에서 Choline Acetyltransferase 면역반응 신경세포에 대한 면역조직화학 및 미세구조

This study was performed to investigate the immunohistochemical and ultrastructural characterization of the choline acetyltransferase (ChAT)-immunoreactive nerve cells in the diagonal band of Broca of the rat basal forebrains, utilizing techniques of immunohistochemical and immunocytochemical microscopy. The ChAT-immunoreactivities were shown within neuronal cell bodies and processes by the light micoscope. According to cell shape and ratio of long axis vs short axis of cell body, the ChAT-immunoreaclive nerve cells in both vertical and horizontal limbs of the diagonal band of Broca were classified into 6 types. at the light microscopic level; round, oval, elongated, fusiform, triangular and polygonal types. As a result of the electron microscopic observation, the ChAT-immunoreactivated products appeared on the outer nuclear envelope, membranes of rough endoplasmic reticula (rER), free ribosomes and polysomes. Each cell type was subdivided into subtype I and II according to the several criteria such as volume of cell body, nuclear size relative to the cytoplasm, kinds and distribution of cell organelles and numbers and sorts of synapses. The subtype I of immnunoreactive nerve cells had large cell body and a small nucleus showing shallow indentations of nuclear evelope. In this subtype I with abundant cytoplasm, rER were well differentiated. Their long cisternae were parallelly ditributed and lamellated. One or two lamellar bodies and nematosomes were observed. The subtype II cell had small cell body and a large nucleus with deep indentations of nuclear envelope. In this subtype II with small cytoplasm, the rER were irregularly distributed and the lamellar body and nematosome were not found. A few axosomatic synapses in the subtype I and II were shown to be symmetric or asymmetric. The ratios of the symmetric synapse to the asymmetric one were investigated to be 1 : 2 and 1 : 4 in the subtype I and II, respectively. The axodendritic ones were almost asymmetric. But, the fusiform and triangular immunoreactive nerve cells were shown only to be subtype I. According to observations in this study, it is considered that the ultrastructural characterization in the 2 subtypes of each cell type may reflect the differences of the metabolic activities and projecting distances to the target cells.

흰쥐 성체 전뇌 기저부의 수직 및 수평 대각 Broca대에서 각 형별 ChAT 면역반응 신경세포의 조직학적 및 미세구조적 특징을 면역조직화학 및 전자현미경을 이용한 면역세포화학적 방법으로 조사하였다. ChAT 면역반응 신경세포에서 광학현미경적 면역반응은 세포체의 세포질과 신경돌기에서 확인되었다. 아울러 미세구조적 관찰로 ChAT 면역반응은 핵외막, 조면소포체의 막, 자유리보좀 그리고 polysomes에서 나타났다. 수직 및 수평 대각 Broca대에서 ChAT 면역반응 신경세포는 세포의 모양과 세포체의 장 단축의 비에 따라 원형, 난형, 세장형, 방추형, 삼각형 그리고 다각형으로 분류되었다. 이 각각의 세포형들을 전자현미경을 이용하여 미세구조적으로 관찰한 결과, 세포체의 크기, 세포질에 대한 핵의 상대적 크기, 세포소기관의 종류 및 분포양상, 신경연접의 수 및 종류 등의 기준에 따라 면역반응 신경세포들은 아유형 I, II로 분류되었다. 그러나, 방추형 및 삼각형 면역반응 신경세포에서는 아유형 I만이 관찰되었다. 아유형 I 면역반응 신경세포는 핵막함입을 보이는 작은 핵과 풍부한 세포질을 포함하였다. 이들 면역반응 세포질은 평행한 긴 수조들로 규칙적인 층판을 이룬 잘 발달된 rER를 함유하였다. 1, 2개의 층판체와 nematosome들이 세포질에서 관찰되었다. 축삭-세포체 신경연접은 주로 대칭형이었으며, 축삭-수상돌기 신경연접은 대다수 비대칭형이었다. 아유형 II 면역반응 신경세포는 비교적 깊은 핵막함입을 보이는 큰 핵과 빈약한 세포질을 포함하였다. rER는 발달이 미약하였다. 축삭-세포체 신경연접은 대칭형과 비대칭형이 같은 비율로 나타났고, 축삭-수상 돌기 신경 연접은 주로 비대칭형이었다. 이상과 같은 미세구조적 관찰에서 ChAT 면역반응 신경세포가 방추형과 삼각형을 제외한 모든 세포형에서 아유형 I, II로 분류되는 것은 투사영역의 원근에 의한 세포 대사활성의 차이에 기인한 것으로 생각된다.