생쥐 난소 및 난관에서 생식소자극호르몬에 의한 Aquaporins와 밀착결합 유전자 발현 조절

Abstract

포유류의 난소는 생식소자극호르몬의 영향을 받아 난자의 성숙과 난포발달과정이 동시에 진행된다. 난포의 성장과 배란 황체형성의 과정을 거치면서 생식주기를 갖는다. 난포 크기의 변화는 세포간격이나 많은 물질 이동이 요구된다. 난관은 배우자의 이동과 성숙과 수정이 이루어지는 곳으로 난관은 난소 호르몬에 영향을 받는다. 난관의 누두부, 팽대부와 협부 세 부위는 기능적인 역할을 달리한다. Aquaporins (AQPs)는 세포막의 수분통로 역할을 하는 막관통단백질로 빠른 물의 흐름을 가능케 한다. 이런 AQPs은 세포막에서 체액의 분비 (secretion), 재흡수 (reabsorption) 그리고 항상성 (homeostasis)을 조절한다. 상피세포에 존재하는 밀착결합 (tight junction)은 세포사이를 봉쇄시키고 물이나 이온, 분자들의 선택적 투과를 조절하여 세포내 입자의 자유로운 이동을 제한하는 장벽(barrier)과 펜스(fence) 역할을 한다. 밀착결합은 세포질 내부로 세포질골격 및 다양한 신호전달 분자와 복합체를 형성하며 다양한 세포 내외부의 신호를 조절한다. 본 연구는 생쥐 난소와 난관에서 생식소자극호르몬에 따른 AQPs와 밀착결합 유전자의 발현 양상을 알아보고자 미성숙 생쥐에 PMSG와 hCG를 복강주사 하여 각각의 시간별로 얻은 난소와 난관 조직을 대상으로 역전사중합효소연쇄반응 (RT-PCR)과 면역조직화학적반응(Immunohistochemistry) 방법을 이용하여 발현 양상을 알아보았다. 생쥐 난소에서 AQPs유전자의 발현양상은 AQP1, 3의 경우 PMSG와 hCG 주사 후 대조군에 비해 유의적인 증가를 보인 반면, AQP4, 7, 9는 PMSG와 hCG 주사 후 대조군에 비해 유의적인 감소를 보였고 AQP5는 난자에 특이적인 AQP 유전자로 PMSG 46시간에서 가장 높은 발현을 보였다. 발현부위를 보면 협막세포에는 AQP5, 7이, 과립세포에는 AQP1, 3, 4, 8, 9가 발현되어 이들이 이곳에서 물의 이동에 관여하는 것을 알 수 있다. 난관에서 AQPs 유전자의 발현양상을 보면 AQP5, 8은 PMSG 46시간에서 가장 높은 발현을 보였고 AQP7, 9는 PMSG와 hCG 주사 후 대조군에 비해 유의적인 감소를 보였다. 발현부위를 보면 AQP1은 협부의 상피세포에서, AQP4는 누두부의 상피세포에서 특이적으로 발현하였다. AQP5는 누두부, 팽대부, 협부의 상피세포 모두 발현하였는데 특히 팽대부에서 강하게 발현하였다. AQP3, 8, 9는 누두부, 팽대부, 협부의 상피세포에서 전체적으로 발현하였다. 생쥐 난소에서 밀착결합 유전자의 발현양상을 알아보면 JAM2, claudin3는 PMSG와 hCG 주사 후 대조군에 비해 유의적인 증가를 보였고, JAM1, 3, claudin5, 11, occludin는 PMSG 46시간과 hCG 12시간에서 높은 발현을 보였다. claudin1는 대조군과 hCG 12시간에서 높은 발현을 보였고, claudin2는 PMSG 12시간에서 높은 발현을 보였다. 발현 부위를 보면 JAM1은 황체형성에 관여하고, JAM2, claudin11, occludin는 협막세포에서, JAM2, 3, claudin1 occludin는 과립세포에서 물질의 이동과 제한에 관여하는 것을 알 수 있다. 난관에서 밀착결합 유전자의 발현을 분석해 보면 claudin2, 3은 hCG 주사 후 대조군보다 높은 상태를 보였고 JAM3, claudin1, 5, 11, occludin는 hCG 주사 이후에 대조군보다 유의적인 감소를 보였다. 발현부위를 보면 claudin1, occludin은 난관의 상피층과 근육층에서, JAM3는 협부의 상피세포에서 특이적으로 발현하였고, JAM1, 2, claudin2는 난관상피에서 약하게 발현되었다. 생식소자극호르몬은 난소에서 난포 발달과 배란을 유도하고 이에 따라 난소에서는 에스트로젠과 프로제스테론이 분비되어 난관에 영향을 미친다. 생식소자극호르몬에 따른 난포발달과정에서 난포의 구조적 변화와 난관세포의 구조적 변화에는 수분과 물질의 이동 및 신호전달이 요구된다. 본 연구 결과 AQPs와 밀착결합 유전자는 난소 및 난관에서 각기 다른 세포에서 다양한 발현 양상을 보이며 난포발달과정 및 배란과 난관으로 난자의 이동 및 수정에 관련하여 수분과 물질의 이동과 제한에 관여하여 생리학적 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.