[논문]노화로 발생한 남성 생식기능 이상에 백강잠(白殭蠶)이 미치는 영향

김형준; 안상현; 안하영; 박선영

doi:10.15204/jkobgy.2019.32.1.001

노화로 발생한 남성 생식기능 이상에 백강잠(白殭蠶)이 미치는 영향
Effect of Bombycis Corpus on Male Reproductive Dysfunction Caused by Aging 원문보기

大韓韓方婦人科學會誌 = The Journal of Korean obstetrics & gynecology, v.32 no.1, 2019년, pp.1 - 14

김형준 (세명대학교 한의과대학 한방부인과교실) , 안상현 (세명대학교 한의과대학 해부학교실) , 안하영 (세명대학교 한의과대학 한방부인과교실) , 박선영 (세명대학교 한의과대학 생리학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: This study was designed to investigate the effect of Bombycis corpus on reproductive dysfunction caused by aging. Methods: The experimental group was divided into three groups: a control group consisting of 8-week-old male ICR mice without any treatment, An aging-elicited group (AE group) consisting of 50-week-old ICR male mice without any treatment, and a Bombycis corpus treatment group (BC group) consisting of 50-week-old ICR male mice with treatment Bombycis corpus extract (0.78 g/kg/day) for 6 months. After 6 months, histochemistry and immunohistochemistry of the testis were performed to investigate the effects of Bombycis corpus on the reproductive dysfunction caused by aging. Results: In the first step, Bombycis corpus increased spermatogenesis and distribution of sertoli cells in the seminiferous tubule, increased BrdU positive reaction in the spermatogonium at the basal part of the seminiferous tubule, and decreased the apoptosis of Sertoli cells in the seminiferous tubule. In addition, Bombycis corpus increased AR positive in Sertoli cells and $17{\beta}-HSD$ positive in leydig cells. Finally, Bombycis corpus decreased 8-OHdG positivite reaction in the spermatids of the seminiferous lumen, caspase-3 positivity in leydig cells, and HDAC1 positivite reaction in sertoli cells. Conclusions: These results suggest that Bombycis corpus increases spermatogenesis, decreases apoptosis of leydig cells and Sertoli cells, increases the production and action of testosterone in the testis, and inhibits DNA damages and DNA transcripts decrease in the testis, Thereby improving reproductive dysfunction caused by aging.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Changes in distribution of spermatids and sertoli cells in the in seminiferous tubule.
그림 Fig. 2. Changes in cell division in spermatogonium.
표 Table 1. The Image Analysis for BrdU Stain in Mouse Testis
그림 Fig. 3. Changes in apoptosis of sertoli cells.
그림 Fig. 4. Changes of androgen receptor in sertoli cells.
표 Table 2. The Image Analysis for TUNEL Assay in Mouse Testis
표 Table 3. The Image Analysis for AR Positive Reactions
그림 Fig. 5. Changes of 17β-HSD in Leydig Cells.
표 Table 4. The Image Analysis for 17β-HSD Positive Reactions
표 Table 5. The Image Analysis for 8-OHdG Positive Reactions
그림 Fig. 6. Effect to reduce oxidative stress damage.
그림 Fig. 7. Changes in apoptosis due to oxidative stress.
표 Table 6. The Image Analysis for Caspase-3 Positive Reactions
그림 Fig. 8. Changes on the activity of sertoli cells due to oxidative stress.
표 Table 7. The Image Analysis for HDAC1 Positive Reactions

AI 본문요약
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문제 정의

이에 저자는 腎臟疾患의 치료에도 이용되는 白殭蠶이 한의학적으로 腎氣가 주관하는 생식기능에 효과가 있을 것이라 생각하여 고환에 대한 조직화학 및 면역조직화학적 실험을 통해 白殭蠶이 노화로 발생한 생식기능 이상에 미치는 영향에 대하여 알아보았다.

제안 방법

0.05% 3,3'-diaminobenzidine과 0.01% HCl이 포함된 0.05M tris-HCl 완충용액(pH 7.4)에서 발색시킨 후, hematoxylin으로 대조염색하였다.
Anti-digoxigenin-peroxidase에 1시간 동안 반응시킨 후 DAB를 처리하였다. Methyl green으로 대조염색한 후 광학현미경으로 관찰하였다.
우선 50-60 ℃ Bouin 용액에서 1시간동안 매염 처리한 다음 70% 에탄올에서 picric acid를 제거하였다. Weigert iron hematoxylin에서 10분 동안 반응시켜 핵을 염색하고, biebrich scalet-acid fuchsin와 phosphomolybdic-phosphotungstic acid에서 각각 15분간, aniline blue에 5분간 처리한 후 광학현미경(BX50. Olympus, Japan)으로 관찰하였다.
白殭蠶(Bombycis Corpus, BC) 300 g을 증류수 2000 ml과 함께 round flask에 넣고 2시간 동안 가열 추출하였으며, 추출액은 rotary evaporator(Eyela, Japan)로 감압 농축한 후 동결건조기로 건조하여 분말 37.9 g을 제조하였다.
白殭蠶이 노화로 발생한 생식기능 이상에 미치는 영향을 알아보기 위해 조직화학 및 면역조직화학적 방법을 이용하여 연구를 진행하였다.
면역조직화학과 TUNEL assay의 결과는 image Pro Plus(Media cybernetics, USA)를 이용한 영상분석을 통해 수치화(means±standard error) 했다. 각 군의 표본에서 임의로 선정된 부위를 x200 배율에서 촬영한 다음 positive pixels/20,000,000pixels로 영상분석 하였다. 면역조직화학 결과의 통계는 SPSS software(SPSS 20, SPSS Inc.
고환 주위의 지방을 제거한 고환조직을 실온에서 24시간동안 10% NBF에 고정하였고, 고정된 조직은 통상적인 방법으로 paraffin에 포매한 후 5 μm 두께의 연속절편으로 제작되었다.
고환에 분포하는 정세관 변화를 관찰하기 위해 Masson trichrome 염색을 실시하였다. 우선 50-60 ℃ Bouin 용액에서 1시간동안 매염 처리한 다음 70% 에탄올에서 picric acid를 제거하였다.
그리고 1차 항체인 mouse anti-BrdU(1:100, Santa Cruz Biotec), mouse anti-AR(1:100, Santa Cruz Biotec, USA)와 mouse anti-17β-HSD(1:100, Santa Cruz Biotec), mouse anti-8-OhdG(1:100, Santa Cruz Biotec), mouse anti-caspase-3(1:100, Santa Cruz Biotec), 그리고 mouse anti-HDAC1(1:100, Santa Cruz Biotec)에 4 ℃ humidified chamber에서 72시간 동안 반응시켰다.
정상군은 아무런 처치를 하지 않은 8주령의 ICR계 생쥐로 구성하였고, 노화군과 白殭蠶군은 50주령의 ICR계 생쥐로 구성하였다. 노화군은 별다른 처치없이 증류수 0.5 ml를 1일 1회씩 6개월 동안 투여하였고, 白殭蠶군은 白殭蠶 추출물(0.78 g/kg)을 D.W에 녹여 1일 1회씩 6개월 동안 투여하였다.
에 사용되었다고 알려져 있으므로, 腎精不足이나 腎氣虛로 인해 발생하는 생식기능 이상에도 효과가 있을 것이라 생각하였다. 따라서 白殭蠶이 노화에 따른 생식기능 이상에 미치는 영향을 검증하기 위해 고환의 조직화학, 면역조직화학적 방법을 이용하여 실험을 진행하였다.
실험군은 정상군(control group), 노화군(aging-elicited group, AE group), 白殭蠶군(Bombycis Corpus group, BC group) 총 3군으로 분류하였다.
흰쥐를 ether로 마취하여 하복부를 절개하고 고환을 적출하였다. 고환 주위의 지방을 제거한 고환조직을 실온에서 24시간동안 10% NBF에 고정하였고, 고정된 조직은 통상적인 방법으로 paraffin에 포매한 후 5 μm 두께의 연속절편으로 제작되었다.

대상 데이터

본 실험에는 8주령의 수컷 ICR계 생쥐(샘타코, 한국)와 50주령 ICR계 수컷 생쥐(중앙실험동물, 한국)를 사용하였으며, 실험동물은 구입 후 온도 23±2 ℃, 습도 55±5%의 항온항습실에 적응시킨 후 사용하였다.
정상군은 아무런 처치를 하지 않은 8주령의 ICR계 생쥐로 구성하였고, 노화군과 白殭蠶군은 50주령의 ICR계 생쥐로 구성하였다. 노화군은 별다른 처치없이 증류수 0.

데이터처리

면역조직화학 결과의 통계는 SPSS software(SPSS 20, SPSS Inc., USA)를 사용하였으며, one-way ANOVA 시행을 통해 유의성(p<0.05)을 검증하고 Duncan’s multiple range test로 사후 검증하였다.
면역조직화학과 TUNEL assay의 결과는 image Pro Plus(Media cybernetics, USA)를 이용한 영상분석을 통해 수치화(means±standard error) 했다.

이론/모형

고환 내 apotosis 변화를 관찰하기 위해 in situ apoptosis detection kit(Apoptag, Intergen, USA)를 이용한 TUNEL(terminal deoxynucleotid transferase-mediated dUTP-biotin nick-end labelling) 방법을 실시하였다. 먼저 조직 절편을 proteinase K에 5분간 proteolysis 시킨 다음 equilibration buffer에서 20초간 처리하였다.

성능/효과

이상의 결과에 따르면, 白殭蠶은 고환정세관에서 정자 생성을 증가시키고. leydig세포와 sertoli 세포의 세포자멸사를 감소시키며, 고환내 testosterone의 생성 및 작용을 증가시키고, 고환의 DNA 손상 및 DNA 전사가 감소되는 것을 억제함으로써 노화로 인한 생식기능 이상을 개선시키는 것으로 생각된다.
이상의 결과에 따르면, 白殭蠶은 고환정세관에서 정자 생성을 증가시키고. leydig세포와 sertoli 세포의 세포자멸사를 감소시키며, 고환내 testosterone의 생성 및 작용을 증가시키고, 고환의 DNA 손상 및 DNA 전사가 감소되는 것을 억제함으로써 노화로 인한 생식기능 이상을 개선시키는 것으로 생각된다.
白殭蠶의 남성호르몬 생성 효과를 알아보기 위해 실시한 실험에서 sertoli 세포내 AR 양성반응은 白殭蠶의 투여로 인해 白殭蠶을 투여하지 않은 생쥐에 비해 유의한 증가가 나타났고, leydig 세포에서 17β-HSD 양성반응도 白殭蠶의 투여로 인해 증가가 관찰되었다.
대조군에 비하여 노화된 AE군 생쥐의 정세관 내강에서 8-OHdG 양성반응을 보이는 정자세포가 552% 증가되었으나, 白殭蠶을 투여한 BC군은 AE군에 비하여 8-OHdG 양성반응이 34% 감소되었다.
대조군에 비하여 노화된 AE군 생쥐의 정세관기저부에서 BrdU 양성반응을 보이는 정조세포가 63% 감소되었으나, 白殭蠶을 투여한 BC군은 AE군에 비하여 BrdU 양성반응을 보이는 정조세포가 48% 증가되었다.
대조군에 비하여 노화된 AE군 생쥐의 정세관내 sertoli 세포에서 AR 양성반응이 70% 감소되었으나, 白殭蠶을 투여한 BC군은 AE군에 비하여 AR 양성반응이 39% 증가되었다.
대조군에 비하여 노화된 AE군 생쥐의 정세관에서 세포자멸사한 sertoli 세포가 1,054% 증가되었으나, 白殭蠶을 투여한 BC군은 AE군에 비하여 세포자멸사한 sertoli세포가 34% 감소되었다.
대조군에 비하여 노화된 AE군 생쥐의고환 leydig 세포에서 17β-HSD 양성반응이 66% 감소되었으나, 白殭蠶을 투여한 BC군은 AE군에 비하여 17β-HSD 양성반응이 43% 증가되었다.
대조군에 비하여 노화된 AE군 생쥐의정세관 내강에 생성된 정자 분포가 감소되었고, sertoli 세포의 소실이 나타났으나, 白殭蠶을 투여한 BC군은 AE군에 비하여 생성된 정자 분포가 증가와 sertoli 세포의 분포가 관찰되었다.
대조군에 비하여 노화된 AE군 생쥐정세관의 leydig 세포에서 caspase-3 양성반응이 290% 증가되었으나, 白殭蠶을 투여한 BC군은 AE군에 비하여 caspase-3 양성반응이 23% 감소되었다.
대조군에 비하여 노화된 AE군 생쥐정세관의 sertoli 세포에서 HDAC1 양성반응이 1,240% 증가되었으나, 白殭蠶을 투여한 BC군은 AE군에 비하여 HDAC1 양성반응이 38% 감소되었다.
또한 白殭蠶의 남성호르몬 생성 효과를 알아보기 위한 실험결과, sertoli 세포내 AR 양성반응은 白殭蠶의 투여로 인해 白殭蠶을 투여하지 않은 생쥐에 비해 유의하게 증가되었고, leydig 세포에서17β-HSD 양성반응도 白殭蠶의 투여로 인해 증가되었다.
즉, 연령 증가에 따라 발생하는 신체 기능의저하 중 생식기능에 관계하는 고환과 시상하부-뇌하수체-성선 축의 이상으로 남성호르몬 결핍이 발생하고 이로 인해 노화가 더욱 진행된다는 것이다. 또한 이미 노화를 예방하는 한 방법으로 폐경이후 여성들에게 시행 중인 여성호르몬 치료처럼 노화가 진행 중인 40대 이후의 중노년 남성들에게 노화로 인한 생식기능 개선을 위해 남성호르몬 치료가 시행되고 있다는 사실로도 노화와 남성 호르몬이 밀접한 관계가 있다는 것을 확인할 수 있다. 이렇듯 노화의 진행으로 생식기능의 이상이 나타나고 있으며 노화에 대한 치료를 통해 생식기능 이상의 개선도 확인되었기에 이를 노화로 인한 생식기능 개선에 활용할 수 있을 것이라 생각하였다.
마지막으로 白殭蠶이 고환의 산화스트레스에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험결과, 정세관 내강의 정자세포에서 8-OHdG 양성반응과 leydig 세포에서 caspase-3양성반응, sertoli 세포에서 HDAC1 양성반응이 白殭蠶을 투여함으로써 노화된 생쥐에서보다 감소되었다.
먼저 정자생성 효과를 알아보기 위한실험결과, 白殭蠶을 투여한 노화 생쥐에서는 白殭蠶을 투여하지 않은 노화 생쥐의 정세관보다 많은 생성정자와 sertoli 세포의 분포 증가가 관찰되었고, 정세관의 기저부에서 BrdU 양성반응을 보이는 정조세포는 白殭蠶의 투여로 인해 증가되었으며, 정세관내에서 세포자멸사가 발생한 sertoli 세포는 白殭蠶의 투여로 감소되었다.
. 실험결과 白殭蠶의 투여로 고환의 정세관에서 8-OHdG 양성반응과 sertoli 세포에서 HDAC1 양성반응이 각각 감소하였는데, 이는 白殭蠶이 고환에서 일어나는 DNA손상 및 DNA 전사감소를 억제하여 산화스트레스를 감소시킴으로써 노화로 인한 생식기능 이상을 개선시킨다는 것을 나타낸다.
위의 결과를 종합해보면, 白殭蠶은 고환 정세관에서 정자 생성을 증가시키고.leydig 세포와 sertoli 세포의 세포자멸사를 감소시키며, 고환내 testosterone의 생성 및 작용을 증가시키고, 고환의 DNA손상 및 DNA 전사가 감소되는 것을 억제함으로써 노화로 인한 생식기능 이상을 개선시키는 것으로 생각된다.
정자생성 효과를 알아보기 위한 실험결과, 白殭蠶을 투여한 노화 생쥐에서는 白殭蠶을 투여하지 않은 노화 생쥐의 정세관보다 많은 생성정자와 sertoli 세포의 분포 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 白殭蠶이 고환의 정세관에서 정자및 sertoli 세포의 생성을 증가시킴으로써 노화에 의한 생식기능 이상을 개선시킨다는 사실을 나타낸다. 이러한 사실은 정세관의 기저부에서 BrdU 양성반응을 보이는 정조세포가 白殭蠶의 투여로 인해 증가되었고, 정세관내에서 세포자멸사가 발생한 sertoli 세포는 白殭蠶의 투여로 감소되었다는 결과를 통해서도 확인할 수 있다.
이상의 결과에 따르면, 白殭蠶은 고환정세관에서 정자 생성을 증가시키고. leydig세포와 sertoli 세포의 세포자멸사를 감소시키며, 고환내 testosterone의 생성 및 작용을 증가시키고, 고환의 DNA 손상 및 DNA 전사가 감소되는 것을 억제함으로써 노화로 인한 생식기능 이상을 개선시키는 것으로 생각된다.
정자생성 효과를 알아보기 위한 실험결과, 白殭蠶을 투여한 노화 생쥐에서는 白殭蠶을 투여하지 않은 노화 생쥐의 정세관보다 많은 생성정자와 sertoli 세포의 분포 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 白殭蠶이 고환의 정세관에서 정자및 sertoli 세포의 생성을 증가시킴으로써 노화에 의한 생식기능 이상을 개선시킨다는 사실을 나타낸다.

후속연구

또한 이미 노화를 예방하는 한 방법으로 폐경이후 여성들에게 시행 중인 여성호르몬 치료처럼 노화가 진행 중인 40대 이후의 중노년 남성들에게 노화로 인한 생식기능 개선을 위해 남성호르몬 치료가 시행되고 있다는 사실로도 노화와 남성 호르몬이 밀접한 관계가 있다는 것을 확인할 수 있다. 이렇듯 노화의 진행으로 생식기능의 이상이 나타나고 있으며 노화에 대한 치료를 통해 생식기능 이상의 개선도 확인되었기에 이를 노화로 인한 생식기능 개선에 활용할 수 있을 것이라 생각하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	테스토스테론은 무엇인가?	노화로 인해 나타날 수 있는 현상들은 신체적 증상을 기본으로 정신, 심리적, 성적 증상 등 매우 다양한데, 노화에 대한 연구결과에 의하면 남성에게 발생하는 노화는 일반적으로 남성호르몬의 결핍현상이 동반된다4). 남성호르몬인 테스토스테론은 정소 내 leydig 세포에서 생성되는 물질로, 테스토스테론이 감소되면 정자형성과정의 비활성화 등 생식기능에 이상이 발생한다5-7). 즉, 노화에서 남성호르몬의 감소가 매우 중요한 비중을 차지하고 있고, 남성호르몬의 감소는 생식기능의 이상을 유발하며, 이러한 현상을 노화 현상의 주요 원인으로 보고 있으므로, 남성호르몬 감소에 의한 생식 기능 이상의 개선을 통해 노화 현상을 예방할 수 있을 것이라 생각된다.
	노화는 무엇인가?	노화는 생명체의 성장과 동시에 시간경과에 따른 연속적인 현상으로, 생물학적 과정인 점진적이고 내적인 퇴행성 변화이며, 구조적, 기능적 변화가 초래되어 외부환경에 대해 반응하는 예비력과 적응력이 저하되고 형태적, 기능적으로 퇴축되어 생명력이 감퇴는 현상을 의미한 다2,3). 노화로 인해 나타날 수 있는 현상들은 신체적 증상을 기본으로 정신, 심리적, 성적 증상 등 매우 다양한데, 노화에 대한 연구결과에 의하면 남성에게 발생하는 노화는 일반적으로 남성호르몬의 결핍현상이 동반된다4).
	테스토스테론 감소에 의한 생식 기능 이상의 개선을 통해 노화 현상을 예방할 수 있을 것이라고 보는 이유는 무엇인가?	남성호르몬인 테스토스테론은 정소 내 leydig 세포에서 생성되는 물질로, 테스토스테론이 감소되면 정자형성과정의 비활성화 등 생식기능에 이상이 발생한다5-7). 즉, 노화에서 남성호르몬의 감소가 매우 중요한 비중을 차지하고 있고, 남성호르몬의 감소는 생식기능의 이상을 유발하며, 이러한 현상을 노화 현상의 주요 원인으로 보고 있으므로, 남성호르몬 감소에 의한 생식 기능 이상의 개선을 통해 노화 현상을 예방할 수 있을 것이라 생각된다.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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