초록 ▼

□ 연구개요
임상적에서 불임 환자가 점차 증가하는 가운데 남성 불임 환자의 경우 여성보다 큰 폭으로 증가하고 있으며 상당부분이 다양하고 복잡한 원인에서 기인함. 최근 연구에 따르면 생식세포 내의 세포소기관과 관련된 상염색체 상의 유전자들이 정자발생에 긴밀히 관여하는 것으로 알려짐. 정자발생과정에서 세포소기관인 퍼옥시좀 역할의 중요함을 시사하는 일부의 연구보고가 있으나, 성숙 정자를 제외한 모든 진핵세포에 존재하는 세포소기관인 퍼옥시좀의 특성에 의하여 기존 퍼옥시좀 단백질 유전자변형 마우스 모델들은 대부분 전신성 표현형을 동반한

□ 연구개요
임상적에서 불임 환자가 점차 증가하는 가운데 남성 불임 환자의 경우 여성보다 큰 폭으로 증가하고 있으며 상당부분이 다양하고 복잡한 원인에서 기인함. 최근 연구에 따르면 생식세포 내의 세포소기관과 관련된 상염색체 상의 유전자들이 정자발생에 긴밀히 관여하는 것으로 알려짐. 정자발생과정에서 세포소기관인 퍼옥시좀 역할의 중요함을 시사하는 일부의 연구보고가 있으나, 성숙 정자를 제외한 모든 진핵세포에 존재하는 세포소기관인 퍼옥시좀의 특성에 의하여 기존 퍼옥시좀 단백질 유전자변형 마우스 모델들은 대부분 전신성 표현형을 동반한 불임모델로 정자발생 특이적 기능단백질의 발굴 및 연구에 한계가 있음. 본 연구에서는 다양한 형태학적/기능적/유전학적 기법을 통해 신규 퍼옥시좀 막 단백질인 Slc25a17의 남성생식기관 특이적 기능을 규명하였으며, 정자발생과 관련한 세포소기관 퍼옥시좀의 기능에 대해 기본적 지식을 제공하였음. 이에 추후 원인불명의 남성불임에 대한 이상적 치료전략 제공 및 정자 활성조절을 통한 남성피임약 개발의 단초를 마련하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
남성불임 치료표적에 대한 연구 및 기전연구 수행을 위한 유전자 결손 마우스를 직접 제작하였으며, 퍼옥시좀 단백질 기능 결손에 따라 일반적으로 나타나는 전신성 표현형을 동반하지 않고 정자발생 및 활성 특이적 기능을 하는 퍼옥시좀 표적 단백질 (Slc25a17)을 발굴하였음.
1차년도에는 Slc25a17 결손 마우스의 남성불임 표현형을 실험적으로 증명하였음. 타 장기에 비해 고환에서 발현이 높은 퍼옥시좀 단백질 Slc25a17의 결손에 따른 남성생식기관의 형태학적 위축, 결손 마우스의 정세관 내 정자발생세포의 stage 혼재 및 정자세포의 비정상적 소포형성, Slc25a17 결손 마우스 성숙정자의 운동성 저하를 관찰함. 이로서 Slc25a17 결손마우스의 남성불임 in vivo 심화표현형 분석을 통한 남성생식장기 특이적 신규 퍼옥시좀 단백질의 실험적 증명, 고환의 정자발생 및 활성 조절의 표적 세포군을 선정완료 하였음.
2차년도에는 Slc25a17 결손 마우스의 정세관 내 높은 생식세포 세포사멸 확인 및 생식세포 분화관련 마커 감소 등을 통해 생식세포의 손상을 확인하였음. 퍼옥시좀 기능 이상에 따른 생식세포의 기능적 이상 여부를 확인하기 위하여, 오믹스 분석을 진행한 결과 Slc25a17 결손 고환의 지방산 대사 이상을 확인하였으며, 이와 더불어 퍼옥시좀 지방산 대사 마커 단백질의 발현 이상을 확인하였음. 인-단백질체 분석을 통하여 고환 내 Slc25a17과 연계된 표적단백질 중 ATP-binding cassette sub-family D (Abcd)와 Tmem135를 확인하였음. 오믹스 분석을 통해 신규 표적단백질을 발굴하였으며, 퍼옥시좀 기능이상에 따른 생식세포의 기능적 이상 분석을 완료하였음.
3차년도에는 퍼옥시좀을 포함한 다양한 세포소기관에 존재하는 Tmem135 단백질의 타 장비 대비 고환에서의 높은 발현을 확인하였으며, 신규 Tmem135 결손 마우스 계통을 제작하여 확립하였음. 또한 Tmem135 단백질의 정자발생 관련 표현형 분석을 통해 Tmem135 mRNA는 초기정자발생에 관여하는 생식세포에서 높게 발현하며, 병리학적 분석을 통해 Tmem135 결손 마우스의 정자 형성이상을 확인하였음. 이에 Slc25a17 조절 단백질 결손에 따른 in vivo 표현형 분석을 완료하였으며, 정자 활성 조절을 분석완료 하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
기존의 퍼옥시좀 단백질 유전자 변형 모델은 대다수 전신성 표현형을 동반하기에 정자발생 및 활성 조절과 효능 검증에 사용하는 것은 부적절함. 본 연구에서 사용하는 생식세포 특이적 퍼옥시좀 막 단백질 Slc25a17 결손 마우스 모델은 정자발생 및 활성에만 기능이상이 있는 가치있는 동물모델로서 남성불임 예방/치료전략 연구에 필수적 동물모델임을 확인하였음. 본 연구결과는 정자발생, 성숙 및 활성을 조절하는 생식세포 특이적 퍼옥시좀 막 단백질 Slc25a17의 기능규명을 통해 정자발생 및 활성조절에서 퍼옥시좀 기능에 대한 이해도를 높이며, 원인 불명의 남성불임 관련 질환에 대한 유전적 원인을 탐색하는데 중요한 의과학적 기반을 제공할 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 15
• 끝페이지 ... 21