Establishment of In Vitro 3-Dimensional Culture System of Mouse Endometrial Cells;I. Cytohistological Study on Mouse Endometrium

마우스 자궁내막 세포를 이용한 3차원적 배양시스템 확립에 관한 연구; I. 마우스 자궁내막에 관한 세포조직학적 연구

This study was designed to identify the ultrastructural changes of mouse endometrium during peri-implantation period and obtain the fundamental information for the establishment of 3-dimensional culture system of mouse endometrial cells in vitro. The used female ICR mice ($6{\sim}8$ wks) were conducted on pregnant. The biopsies were obtained from whole uterus at cycle day 1 (D1) and day 5 (D5) after hCG injection and mating. The biopsies materials were fixed 2.5% glutaraldehyde and 1% osmium tetroxide. Subsequently, for observation using light and transmission electron microscopy (LM and TEM), they were dehydrated and embedded in Epon and the embedded biopsies were sectioned and stained. For scanning electron microscopy (SEM), the fixed specimens were dehydrated, dried and coated with gold. 1) For LM, the biopsied materials at D5 (late secretory phase) were appeared the extended stromal layer by increased connective tissues and the fully developed endometrial glands and vessels compared with D1 (early secretory phase). 2) For TEM, the mouse endometrium was consisted of 3-layers, a simple polarized columnar epithelial cells, basement membrane and stromal cells. At D5, the distribution of microvilli, endoplasmic reticulum, Golgi body, lipid and glycogen deposits, secretory granules and surface area of basement membrane were increased. 3) For SEM, the degree of folding and microvilli of surface of mouse epithelial cells was became more and more according to the process of secretory phase, and at D5, implantation time of mouse, the appearance of pinopodes as a specific marker of uterine receptivity was found. The uterine pinopodes of mouse were found in narrow sites at the luminal surface, irregularity and appeared the different stages in the same sample. Therefore, these results indicated that the mouse endometrium was experienced dramatic morphological changes during peri-implantation period.

연구배경: 본 연구는 마우스의 자궁에 있어 착상시 일어나는 자궁내막의 변화를 미세구조적 측면에서 관찰하고, 이러한 기초 자료를 바탕으로 마우스 자궁내막세포를 이용한 3차원적 체외 배양시스템을 확립하는데 있다. 실험동물은 임신이 유도된 $6{\sim}8$ 주령의 ICR을 이용하였다. 연구재료 및 방법: 생검 조직은 hCG 접종 후 D1과 D5에 자궁 전체를 적출하여 획득하였다. 채취된 조직은 2.5% glutaradehyde와 1% osmium tetroxide를 이용하여 고정시킨 후, 탈수, 포매 및 절편 과정을 거쳐 염색시키고, 광학현미경, 투과전자현미경을 이용하여 관찰하였으며, 주사전자현미경을 이용한 관찰을 위한 표본은 고정된 조직을 탈수, 건조 및 코팅 과정을 거쳐 획득하였다. 결과: 1) 광학현미경상에서, 후기 분비기인 D5의 생검 조직은 초기 분비기인 D1의 조직에 비해 결합조직의 증가에 따른 기질층의 확장이 두드러졌으며, 이와 함께 자궁내막선과 혈관이 크게 발달되어 있었다. 2) 투과전자현미경상에서, 마우스 자궁내막의 미세구조는 단충원주형의 표면상피세포층, 기저층 및 기질층의 3층을 이루고 있었다. 또한, D5에서는 미세융모, 소포체, 골지체, 지질, 글리코겐 및 분비 과립 그리고 기저층의 표면적이 크게 확장되어 있었다. 3) 주사전자현미경상에서, 분비기가 진행될수록 마우스 표면상피세포의 주름의 정도와 미세융모의 분포가 크게 증가함을 알 수 있었으며, 특히 마우스의 착상시기인 D5에서는 자궁 수용성의 표지자인 자궁돌기의 출현이 두드러졌다. 마우스의 자궁돌기는 자궁내벽을 따라 불규칙적으로 좁은 지역에 분포하고 있었으며, 동일표본 내에서도 서로 다른 발달 단계를 보여주고 있었다. 결론: 마우스 자궁내막의 형태학적 변화에 관한 이러한 관찰 결과는 마우스의 자궁내막이 발정주기 중 특히 착상직전의 시기에 커다란 형태학적 변화를 경험함을 보여주었다.