난소 협막 특이적 p57kip2 적중 암컷 생쥐의 생식능력

Abstract

세포주기는 cyclin과 cyclin-dependent kinase (CDK)가 관여하며, CDK inhibitor는 cyclin-CDK 복합체를 억제하여 세포주기를 억제한다. p57kip2는 G1 cyclin-CDK 복합체에 결합하여 세포주기를 억제하는 KIP/CIP family 억제제를 암호화한다. p57kip2는 난소와 자궁, 태반 등의 암컷 생식기관에서 발현하는데 난소에서 p57kip2의 역할은 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 난소의 theca cells 특이적으로 p57kip2가 적중된 생쥐를 이용하여 난소의 theca cells에서 p57kip2의 기능을 조사하였다. 2개월령 이상의 p57kip2 적중모델 암컷 생쥐에서 질상피도말법을 이용하여 발정주기를 분석한 결과 p57cKO 암컷 생쥐는 p57f/f 생쥐에 비해 estrus 시기가 감소하였다. 3M-4M p57cKO 암컷 생쥐를 p57f/f 수컷과 교배하였을 때 산자수가 p57f/f 암컷보다 감소하였다. Estrus 시기 난소를 H&E 염색하여 난포발달 상태를 분석한 결과 p57cKO 암컷 난소의 small antral follicle과 large antral follicle 수는 유의한 차이가 없었다. Metestrus 시기 난소를 H&E 염색하여 황체 (corpus luteum)을 계수하였을 때 p57cKO 난소의 large corpus luteum이 증가하는 경향이 있었다. CYP17A1는 p57f/f와 p57cKO estrus ovary의 secondary follicle, pre-antral follicle, antral follicle에 theca cell과 metestrus ovary의 corpus luteum에서 발현하였다. p57kip2는 p57f/f 생쥐 난소의 theca cell에서 강하게 발현하고 granulosa cell과 corpus luteum에서는 약하게 발현하며, oocyte에서는 cortex에서 발현하였다. 반면 p57cKO 생쥐 난소에서 theca cell, granulosa cell, corpus luteum에서는 발현하지 않았으나 oocyte에서는 발현이 유지되었다. p57cKO 생쥐의 난소에서 p57kip2는 모든 생식주기에서 발현이 유의하게 감소하였고, CYP19A1은 proestrus 시기에서 감소하였고, CYP17A1은 diestrus, proestrus, metestrus 시기에서 감소하였다. CYP11A1와 3β-HSD는 diestrus 시기에서 감소하였다. p57cKO 생쥐의 proestrus 난소에서 PCNA positive theca cell을 계수하였을 때 pre-antral follicle에서 증가하는 경향을 보였다. p57cKO 난소에서 theca cell을 획득하여 theca cell marker인 CYP17A1, CYP11A1, alpha smooth muscle actin과 granulosa cell marker인 CYP19A1(aromatase)으로 순도를 확인하고 hCG(25ng/ml) 처리 후 12h 배양하였을 때 CYP17A1, CYP11A1는 기본 발현량이 유의하게 낮았다. CYP17A1, CYP11A1, 3β-HSD는 hCG 처리에 따른 변화가 없는 반면 17β-HSD는 hCG 처리 12시간 후 p57cKO에서 유의하게 감소하였다. 결론적으로 생쥐 난소에서 스테로이드 생성에 관여하는 theca cell에서 p57kip2가 knock out되면 theca cell 증식과 황체발달이 증가하는 경향이 있었고 스테로이드 생성 유전자발현이 저하되었는데 이는 발정주기의 저하와 산자 수 감소의 원인으로 사료된다.