송골세포

Pinealocyte
송골세포
Pineal gland - high mag.jpg
소나무세포 및 기타세포를 표시하는 솔방울의 단면
세부 사항
시스템내분비계
위치소나무샘
식별자
라틴어파인살로시토스,
내분비성 파인애플
THH3.08.02.3.00002
FMA83417
미세조영술의 해부학적 용어

솔방울 세포는 솔방울샘에 들어 있는 주요 세포로, 제3뇌실 뒤와 뇌의 두 반구 사이에 위치한다. 소나무 세포의 주요 기능은 멜라토닌 호르몬의 분비인데, 이는 순환 리듬의 조절에 중요하다.[1] 인간에게 있어서 시상하부의 초거대성핵은 어둠의 메시지를 송골세포에 전달하고, 그 결과 낮과 밤의 주기를 조절한다.[2] 소나무 세포는 광수용체 세포에서 파생된다는 주장이 제기되었다.[3][4] 또한 연구 결과 송골세포의 나이가 증가함에 따라 세포사멸을 통해 송골세포의 수가 감소하는 것으로 나타났다.[5] 두 가지 다른 종류의 소나무 세포가 있는데, 형태, 핵 봉투의 인폴딩 유무, 세포질 구성 등 특정 성질을 기준으로 분류되어 왔다.

소나무 세포의 종류

제1종 소나무세포

제1형 소나무재선세포는 가벼운 현미경으로 보면 낮은 밀도에서 얼룩이 져 사람의 눈에 더 가벼워 보이기 때문에 가벼운 소나무재선세포로도 알려져 있다. 이러한 타입 1 세포는 연구를 통해 7–11 마이크로미터에 이르는 원형 또는 타원형 모양과 직경을 가진 것으로 확인되었다.[6] 제1형 소나무세포는 제2형 소나무세포보다 일반적으로 어린이와 성인 모두에서 더 많다.[6] 이들은 또한 미토콘드리아 농도가 높은 등 특정 세포내용이 존재하기 때문에 더욱 활동적인 세포로 간주된다.[7] 제1형 송골세포와 일치하는 또 다른 발견은 유기체의 나이가 증가함에 따라 세포에 존재하는 리소솜과 밀도가 높은 과립의 양이 증가한다는 것으로, 이러한 세포에서 자가포세포증의 중요성을 나타낼 수 있다.[6] 또 제1형 소나무재선세포는 신경전달물질 세로토닌을 함유하고 있으며, 이후 소나무샘에서 분비되는 주호르몬인 멜라토닌으로 전환된다는 연구결과도 있다.[8]

제2형 송골세포

제2형 송골세포는 가벼운 현미경으로 보면 고밀도에서 얼룩이 져 사람의 눈에 더 어두워 보이기 때문에 어두운 송골세포로도 알려져 있다. 연구와 현미경으로 알 수 있듯이, 그것들은 약 7–11.2 마이크로미터의 직경을 가진 둥근, 타원형 또는 길쭉한 세포들이다.[6] 제2형 소나무 세포핵은 다량의 거친 내포체와 리보솜을 포함하는 많은 인폴딩을 포함한다.[6] 소나무샘의 제2형 세포에서도 많은 양의 섬모와 구심점이 발견되었다.[7] 제2형에만 2개의 막이 들어 있는 바쿠올이 있다.[7] 제1종 세포는 세로토닌을 함유하고 있어 제2종 세포는 멜라토닌을 함유하고 있으며 내분비 세포와 뉴런 세포와 유사한 특성을 가지고 있다고 생각된다.[8]

시냅스 리본

추가 정보: 리본 시냅스

시냅스 리본은 전자현미경을 이용한 파인애플세포에서 볼 수 있는 오르간ell이다. 시냅스 리본은 어린이와 성인 모두의 소나무 세포에서 발견되지만 인간의 태아에서는 발견되지 않는다.[6] 쥐에 대한 연구는 이 오르간세포에 대한 더 많은 정보를 밝혀냈다. 시냅스 리본의 특징적인 단백질은 빛과 전자현미경 검사로 밝혀진 RIBEYE이다.[9] 하등 척추동물에서는 시냅스 리본이 광자를 지각하는 기관 역할을 하지만 상부 척추동물에서는 세포 내의 분비 기능을 담당한다. Munc13-1과 같은 단백질의 존재는 그것들이 신경전달물질 방출에 중요하다는 것을 나타낸다.[9] 밤에는 쥐의 시냅스 리본이 더 크고 약간 구부러져 보이지만 낮에는 더 작고 막대처럼 보인다.[9]

소나무 세포의 진화

소나무 세포의 진화에 관한 일반적인 이론은 그들이 광수용체 세포로부터 진화했다는 것이다. 조상 척추동물에서는 송골세포가 망막세포와 같은 광수용체 세포와 같은 기능을 했다고 추측된다. 많은 비-매몰류 척추동물에서는 망막의 송골세포가 시각적 영상에 기여하지는 않지만, 망막의 송골세포는 여전히 광수용체 세포와 같은 기능을 하고 있다.[10][11] 두 세포 유형 사이에는 구조, 기능, 유전적 유사성이 존재한다. 구조적으로 둘 다 발생학적으로 발달하는 동안 뇌에서 뇌로 지정된 부위로 발육하는데, 이는 또한 뇌와 시상하부가 포함된 부위로 발육한다.[3] 두 종류의 세포는 섬모, 접힌 막, 극성을 포함한 유사한 특징을 가지고 있다.[4] 이 진화론에 대한 기능적 증거는 비인종 척추동물에서 볼 수 있다. 램프레이스, 어류, 양서류, 파충류, 새의 소나무세포의 광감도를 유지하고 이러한 하부 척추동물들 중 일부에 의한 멜라토닌 분비를 보면 포유류 소나무세포가 한때 광수용체 세포로 작용했을 가능성이 있다는 것을 알 수 있다.[3][4] 연구자들은 또한 닭과 물고기에서 송골세포의 망막에서 발견된 여러 광수용체 단백질의 존재를 밝혀냈다.[3] 유전적 증거는 망막의 광수용체에 발현된 광전도 유전자가 소나무 세포에도 존재한다는 것을 증명한다.[4]

광수용체 세포에서 소나무 세포가 진화하는 더 많은 증거는 두 종류의 세포에서 리본 콤플렉스가 유사하다는 것이다. 솔잎세포와 감각세포(광수용체와 모발세포 둘 다)에 리브아이 단백질과 다른 단백질이 존재한다는 것은 두 세포가 진화적으로 서로 연관되어 있음을 시사한다.[9] 두 시냅스 리본의 차이는 ERC2/CAST1과 같은 특정 단백질의 존재와 각 세포의 복합체 내 단백질 분포에 존재한다.[9]

멜라토닌

멜라토닌의 구조

규정

멜라토닌 합성의 조절은 멜라토닌의 주요 기능인 순환 리듬에 중요하다. 척추동물의 멜라토닌 분비를 위해 존재하는 주요 분자제어 메커니즘은 효소 AANAT(아릴랄킬아민 N-아세틸전달효소)이다. AANAT 유전자의 발현은 전사 인자 pCREB에 의해 제어되며, 이는 pCREB 전사에 영향을 미치는 펩타이드인 에피탈린으로 처리된 세포가 멜라토닌 합성이 증가했을 때 명백하다.[8] AANAT는 주기성 AMP(cyclic AMP)가 관여하는 단백질 키나아제 A 시스템을 통해 활성화된다.[4] AANAT의 활성화는 멜라토닌 생산 증가로 이어진다.[4] 척추동물의 특정 종에 특정한 차이가 있지만, cAMP가 AANAT과 멜라토닌 합성에 미치는 영향은 상당히 일관적이다.[4]

멜라토닌 합성도 신경계에 의해 조절된다. 레티노히포탈라믹관 내의 신경섬유는 망막과 초신경핵(SCN)을 연결한다. SCN은 소나무세포와 시냅스되는 상경부 강낭콩의 교감신경섬유로부터 노레피네프린의 방출을 자극한다.[1][4] 노레피네프린은 cAMP의 생성을 자극하여 소나무재선세포에서 멜라토닌의 생성을 유발한다. 신경섬유에서 노레피네프린의 방출은 밤에 일어나기 때문에 이 조절 체계는 신체의 순환 리듬을 유지한다.[1]

합성

소나무 세포는 먼저 아미노산 트립토판을 세로토닌으로 변환시켜 멜라토닌 호르몬을 합성한다. 그리고 나서 세로토닌은 AANAT 효소에 의해 아세틸화되며 N-아세틸세로토닌으로 변환된다. N-아세틸세로토닌은 효소 히드록신돌레 O-메틸전달효소(HIOMT)에 의해 멜라토닌으로 변환되는데, 아세틸세로톤닌 O-메틸전달효소(ASMT)라고도 한다.[1] 이러한 효소의 활성은 밤중에 높으며 이전에 논의된 노레피네프린과 관련된 메커니즘에 의해 조절된다.[1]

Synthesis of Melatonin

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e Pandi-Perumal SR, Srinivasan V, Maestroni GJ, Cardinali DP, Poeggeler B, Hardeland R (July 2006). "Melatonin: Nature's most versatile biological signal?". The FEBS Journal. 273 (13): 2813–38. doi:10.1111/j.1742-4658.2006.05322.x. PMID 16817850.
  2. ^ Maronde E, Stehle JH (2007). "The mammalian pineal gland: known facts, unknown facets". Trends in Endocrinology and Metabolism. 18 (4): 142–9. doi:10.1016/j.tem.2007.03.001. PMID 17374488. S2CID 20907798.
  3. ^ a b c d Mano H, Fukada Y (2006). "A median third eye: pineal gland retraces evolution of vertebrate photoreceptive organs". Photochemistry and Photobiology. 83 (1): 11–8. doi:10.1562/2006-02-24-IR-813. PMID 16771606. S2CID 13037403.
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  6. ^ a b c d e f Al-Hussain SM (August 2006). "The pinealocytes of the human pineal gland: A light and electron microscopic study". Folia Morphologica. 65 (3): 181–7. PMID 16988913.
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  10. ^ Pu GA, Dowling JE (November 1981). "Anatomical and physiological characteristics of pineal photoreceptor cell in the larval lamprey, Petromyzon marinus". Journal of Neurophysiology. 46 (5): 1018–38. doi:10.1152/jn.1981.46.5.1018. PMID 7299444.
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외부 링크