난소의 난포 발달 과정에서 KLF4의 역할 및 조절 기전 규명

Abstract

Kuruppel-like factor 4 (KLF4)는 여러 세포의 증식 및 억제, 분화, 사멸 등에 관련되어 있다고 알려진 zinc finger 전사인자이다. 성선자극호르몬은 난소에서 난포 발달과 배란을 유도하고, estrogen을 생산하는 과립막세포가 progesterone을 생산하는 황체세포로 변환하는데 중요한 역할을 하며, 또한 KLF4의 발현도 조절한다고 보고되었다. 이 연구에서는 난소의 난포 발달 과정 동안, KLF4의 발현 여부와 발현 위치를 확인하고 성선자극호르몬에 의한 KLF4의 발현 양상 및 난포 발달 과정에서 KLF4의 기능을 분석하고자 하였다. 쥐의 난소 내에서 KLF4의 발현 부위 및 양상을 면역조직화학법을 이용하여 조사하였고, 성선자극호르몬을 투여한 쥐의 난소와 과립막세포에서 시간에 따른 KLF4 mRNA의 발현 변화를 역전사중합효소연쇄반응 및 실시간중합효소연쇄반응으로 확인하였다. 미성숙 쥐의 난소로부터 추출하고 배양한 과립막세포에서 KLF4 유전자의 과발현 및 발현억제를 유도한 후, radioimmunoassay (RIA)를 이용하여 과립막세포로부터 분비된 estradiol 농도를 측정하였고 promoter luciferase reporter 분석을 통해 estradiol 합성에 중요한 효소인 aromatase promoter의 활성의 변화를 조사하여 KLF4에 의해 영향을 받는지 분석하였다. 쥐 난소의 면역조직화학법 결과, 난포의 과립막세포에서 KLF4 발현을 확인하였고, 특히 성숙한 난포의 과립막세포에서 발현이 뚜렷하게 나타났다. 황체화호르몬 처리 후 1시간 째에 난소와 과립막세포에서 모두 KLF4 발현이 급격히 증가한 후, 3시간에는 기저 농도로 감소하였다. KLF4를 과발현시킨 과립막세포에서는 aromatase 발현이 감소하였고 배양액 내 estradiol 농도 또한 감소하였다. 반대로 KLF4 발현을 억제시킨 경우에는 aromatase 발현이 증가하였고 배양액 내 estradiol 농도도 증가하였다. KLF4 유전자와 aromatase promoter를 co-transfection 시킨 과립막세포에서 aromatase promoter 활성은 KLF4 유전자의 용량에 따라 급격히 감소하였고 난포자극호르몬에 의해 증가된 aromatase promoter의 활성이 KLF4 유전자 투여에 의해 감소되었다. 난소의 난포 발달 과정 동안, KLF4의 발현 여부와 발현 위치를 확인하고 성선자극호르몬에 의한 KLF4의 발현 양상 및 난포 발달 과정에서 KLF4의 기능을 분석하고자 한 본 연구 결과에서 KLF4가 1) 난소의 성숙 과립막세포에서 발현되고, 2) 과립막세포의 성숙과정에서 황체화호르몬 자극에 의해 발현이 증가되며, 3) estradiol을 합성하는데 관여하는 aromatase promoter에 직접적으로 작용하여 aromatase의 전사를 억제시키고 estradiol의 분비를 감소시킨다는 것을 확인하였다. 따라서 난포 내 과립막세포가 황체화호르몬에 의해 변화되는 과정에서 증가한 KLF4가 estradiol 생산에 주요 효소인 aromatase의 promoter에 직접적으로 작용하여 aromatase의 발현 억제 및 estradiol 분비를 억제함으로써 난포의 황체가 시작되는 시점에서 중요한 역할을 한다고 생각된다.