생쥐 정원줄기세포에서 GDNF에 의한 Early Growth Response-1 발현유도를 통한 줄기세포 자가재생 조절

Abstract

Early Growth Response 1 (Egr1) 는 zinc finger transcription factor로써 다양한 종류의 mitogen에 의해 급속히 유도되어, 세포 성장, 분화, 사멸을 조절한다. 본 연구는 생쥐 정원줄기세포 (spermatogoanial stem cell, SCC)에서 Egr1 발현을 규명하고 Glial Cell Derived Neurotrophic Factor (GDNF) 신호전달 하위에서 SSC 자가재생을 조절하는 유전자발현에 대한 Egr1의 기능을 규명하고자 하였다. 생쥐 정소 세정관에서 egr1 mRNA는 출생 직후 가장 많았고 성장하면서 감소하였고, 간질조직의 egr1 mRNA는 생후 14일에서 가장 많았다. Egr1 단백질은 gonocyte, SSC, stem Leydig cell의 핵에서 발현되었고 SSC에서 THY1과 동시적으로 발현하였다. 생후 6일 생쥐 정소에서 THY1 항체를 이용한 MACS법으로 분리한 SSC에 GDNF (100 ng/ml) 처리 후 2시간에 egr1 mRNA와 단백질이 유의적으로 유도되었고, egr2, egr3 mRNA는 12시간에 유도되었으나 egr4 mRNA는 변화하지 않았다. GDNF 수용체 gfra1, c-ret mRNA는 GDNF에 의해 증가하였다. SSC self-renewal에 관련된 etv5와 bcl6b mRNA는 GDNF 처리 후 12시간에 유도된 반면 분화인자인 neurog3 mRNA는 억제되었다. MAPK inhibitor U0126는 GDNF에 의한 egr1, egr2, egr3, egr4, gfra1, c-ret, etv5, bcl6b mRNA도 유도를 억제하였다. SSC에 GDNF를 처리하면 STAT3의 tyr705 인산화가 유의적으로 억제되었다. egr1(-/-) SSC에 GDNF 처리 시 egr1(+/-)에 비해 etv5, egr2, egr4 mRNA는 증가하는 반면 bcl6b, egr3 mRNA는 감소하였다. 결론적으로 Egr family들은 SSC의 전사조절에 복잡하게 관여하고 있으며 Egr1은 GDNF에 의한 SSC의 생존과 자가재생에 중요한 bcl6b의 주요한 전사조절자로 기능하며 Egr2, Egr4는 Egr1의 기능을 보정하는 것으로 사료된다.