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한우의 정상 난포와 난포낭종 난포에서 Aquaporin7 발현 양상
Patterns of Aquaporin 7 Expression in Normal Follicles and Follicular Cyst Follicles of Hanwoo 원문보기

Journal of embryo transfer = 한국수정란이식학회지, v.30 no.1, 2015년, pp.17 - 21  

김창운 (삼성창원병원 산부인과) ,  한신규 (부산대학교 분자생물학과) ,  최창용 (국립축산과학원 가축유전자원센터)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Alteration in ion channel or transporter expression levels affects cell volume which is produced by movement of water and ion across the plasma membrane. In particular, aquaporin (AQP) channels among ion channels play a crucial role in movement of water across the cell membrane. This study was perfo...

주제어

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문제 정의

  • 05). 난포낭종에서 증가되는 에스트로겐이 AQP7의 발현량을 조절하는 지를 조사하였다. 한우 난소에서 분리된 세포에 에스트로겐(10 μg/ml) 처리는 AQP7의 발현량을 증가시켰다.
  • 본 연구는 처음으로 한우 난소의 25 mm 이상의 난포에서 AQP7의 발현이 유의적으로 증가함을 보고한다. 특히, 난소, 난포 및 난자의 동결에 있어서 물과 글리세롤을 통과시킬 수 있는 AQP7 통로의 발현은 중요한 의미를 부여할 것이다.
  • 본 연구에서는 25 mm 이상의 큰 난포를 가지고 있는 한우의 난포에서 AQP 통로의 발현 변화를 확인하고자 한다.
  • 두 배 이상 변화되는 유전자(differentially expressed genes; DEG)를 의미 있게 변하는 유전자로 간주할 때(log 22=1), AQP7은 DEG로 분류된다. 본 연구에서는 감소하는 AQP4보다 증가하는 AQP7에 초점을 맞추어 연구를 수행하였다.
  • 특히, 이온통로 중 아쿠아포린(aquaporin, AQP) 물 통로는 다양한 세포에 존재하면서 세포 간 또는 세포막 사이의 물 이동에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 난포에서 AQP 통로의 발현 변화를 확인하고자 하였다. 마이크로어레이 실험 결과, 난포낭종 난포에서 AQP4는 감소하고, AQP7은 발현이 증가하였다.
  • 지금까지의 AQP 통로 연구는 정상 난소, 난관 및 자궁 등에서 면역염색을 통한 AQP 통로의 분포 영역을 조사함으로써 그 기능을 유추해왔다. 본 연구에서는 정상과 난포낭종으로부터 유래된 조직 및 세포에서 AQP7 통로의 발현 변화를 비교함으로써 AQP7 통로의 난포에서 난포액 이동과 관련된 기능을 유추해 보고자 하였다. 특히 소의 난포에서 AQP7의 발현은 아직 보고된 바가 없다.
  • 많은 연구에서 AQP의 과립층 세포에서의 발현을 보고해 왔지만, 본 연구에서는 과립층 세포에서의 AQP7 발현 변화는 확인하지 않았다. 왜냐하면, 난포낭종 난포에서 과립층 세포의 감소가 본 연구에서 그것을 배제하도록 하였다. 소의 난소에서는 AQP1, AQP3 및 AQP4가 발현하였으며, 난포강의 형성에 있어서 과립층 세포 감소는 AQP1의 발현 감소를 초래한다(Mobasheri 등, 2008).

가설 설정

  • 과립층 세포에서 발현되는 AQP7 통로는 작은 분자량 물질의 빠른 수송에 관여하여 난포 발달에 기여한다(Huang 등, 2006). 많은 연구에서 AQP의 과립층 세포에서의 발현을 보고해 왔지만, 본 연구에서는 과립층 세포에서의 AQP7 발현 변화는 확인하지 않았다. 왜냐하면, 난포낭종 난포에서 과립층 세포의 감소가 본 연구에서 그것을 배제하도록 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
AQP 단백질은 어떠한 역할을 하는가? 정상 난포에 비해 지나치게 많은 양의 액체는 아쿠아포린(aquaporin, AQP)과 같은 물통로 단백질의 발현량을 변화시킬 수 있다(Tiwari 등, 2014). AQP 단백질은 물 수송뿐만 아니라, 혈관 생성, 세포이주, 세포증식, 세포용적 조절, 미토콘드리아 대사 및 세포사멸에 중요한 역할을 하므로 난포낭종 생성에 밀접한 관련이 있을 것이다.
난포낭종이란 무엇인가? 난포낭종은 포유동물에서 빈번하게 발생하는 난소질환 중의 하나로(최 등, 2006), 다양한 인자에 의해 시상하부-뇌하수체 전엽-난소 호르몬 축이 파괴되어 성숙난포가 배란에 실패하면서 나타나는 것으로 알려져 있다(Hamilton 등, 1995; Peter, 2004). 난포낭종은 난자가 배출되지 못하고, 난포가 계속 자라나 커지면서 액체로 채워진다.
AQP 통로는 어떠한 역할을 하는가? AQP 통로의 유전자 또는 단백질의 발현 변화는 세포내 수분의 변화를 초래하여 세포를 위축(shrinkage)시키거나 팽창(swelling)시켜 세포 용적 변화를 유발시킬 수 있다(Lang, 2007). 이들 통로는 다양한 종류의 세포 및 조직에 존재하면서 수분 균형의 중추적인 역할을 한다. AQP11과 12는 아스파라긴(asparagine)-프롤린(proline)-알라닌(alanine) NPA 상자의 부분적 차이로 두 그룹에 속하지 못한다(Agre 등, 1998; Ishikawa 등, 2006).
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참고문헌 (18)

  1. Agre P, Bonhivers M and Borgnia MJ. 1998. The aquaporins, blueprints for cellular plumbing systems. J. Biol. Chem. 273:14659-14662. 

  2. Edashige K, Sakamoto M and Kasai M. 2000. Expression of mRNAs of the aquaporin family in mouse oocytes and embryos. Cryobiology 40:171-175. 

  3. Hamilton SA, Garverick HA, Keisler DH, Xu ZZ, Loos K, Youngquist RS and Salfen BE. 1995. Characterization of ovarian follicular cysts and associated endocrine profiles in dairy cows. Biol. Reprod. 53:890-898. 

  4. Huang HF, He RH, Sun CC, Zhang Y, Meng QX and Ma YY. 2006. Function of aquaporins in female and male reproductive systems. Hum. Reprod. Update 12:785-795. 

  5. Ishikawa Y, Cho G, Yuan Z, Skowronski MT, Pan Y and Ishida H. 2006. Water channels and zymogen granules in salivary glands. J. Pharmacol. Sci. 100:495-512. 

  6. Kengaku K, Tanaka T and Kamomae H. 2007. Changes in the peripheral concentrations of inhibin, follicle-stimulating hormone, luteinizing hormone, progesterone and estradiol- $17{\beta}$ during turnover of cystic follicles in dairy cows with spontaneous follicular cysts. J. Reprod. Dev. 53:987-993. 

  7. Lang F. 2007. Mechanisms and significance of cell volume regulation. J. Am. Coll. Nutr. 26:613S-623S. 

  8. Li Y, Liu H, Zhao H, Xu C, Zhao Y, Ma J and Chen ZJ. 2013. Association of AQP8 in women with PCOS. Reprod. Biomed. Online 27:419-422. 

  9. McConnell NA, Yunus RS, Gross SA, Bost KL, Clemens MG and Hughes FM Jr. 2002. Water permeability of an ovarian antral follicle is predominantly transcellular and mediated by aquaporins. Endocrinology 143:2905-2912. 

  10. Mobasheri A, Sawran A, Marples D and Luck M. 2008. Aquaporin water channels in the bovine ovary. FASEB. J. 22: 1159. 

  11. Peter AT. 2004. An update on cystic ovarian degeneration in cattle. Reprod. Domest. Anim. 39:1-7. 

  12. Qu F, Wang FF, Lu XE, Dong MY, Sheng JZ, Lv PP, Ding GL, Shi BW, Zhang D and Huang HF. 2010. Altered aquaporin expression in women with polycystic ovary syndrome: Hyperandrogenism in follicular fluid inhibits aquaporin-9 in granulosa cells through the phosphatidylinositol 3-kinase pathway. Hum. Reprod. 25:1441-1450. 

  13. Seow KM, Lin YH, Wang PH, Hwang JL, Ho LT and Juan CC. 2013. Aquaglyceroporin-7 overexpression in women with the polycystic ovary syndrome. Gynecol. Obstet. Invest. 75:126-131. 

  14. Skowronska A, Mlotkowska P, Eliszewski M, Nielsen S and Skowronski MT. 2014. Expression of aquaporin 1, 5 and 9 in the ovarian follicles of cycling and early pregnant pigs. Physiol. Res. In press. 

  15. Skowronski MT, Kwon TH and Nielsen S. 2009. Immunolocalization of aquaporin 1, 5, and 9 in the female pig reproductive system. J. Histochem. Cytochem. 57:61-67. 

  16. Su W, Guan X, Zhang D, Sun M, Yang L, Yi F, Hao F, Feng X and Ma T. 2013. Occurrence of multi-oocyte follicles in aquaporin 8-deficient mice. Reprod. Biol. Endocrinol. 11:88-93. 

  17. Tiwari A, Hadley JA and Ramachandran R. 2014. Aquaporin 5 expression is altered in ovarian tumors and ascites-derived ovarian tumor cells in the chicken model of ovarian tumor. J. Ovarian Res. 7:99. 

  18. 최창용, 손동수, 최규찬, 송상현, 최창열, 최선호, 김현종, 조상래, 허창기, 강다원. 2006. 한우 번식우 사육 농가의 번식 장애 실태 조사. 한국수정란이식학회지 21:331-338. 

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