파라벤은 p-하이드록시 벤조산(p-hydroxybenzoic acid)의 알킬에스테르로, 비교적 빠르게 흡수, 대사 및 배설되는 살균성 보존제로 식품, 화장품, 약품 등에 널리 사용되고 있다. 실제 인체는 파라벤 복합물에 노출된다. 파라벤의 안전성에 관한 연구결과들에 대한 고찰 결과 파라벤 종류에 따라 다양한 독성종말점을 대상으로 파라벤의 급성, 아급성 및 만성독성 영향은 비교적 적은 것으로 나타났다. 파라벤은 에스트로젠 유사활성을 가지며 화장품을 통한

DEHP(di-ethylhexyl phthalate)는 가장 널리 쓰이는 플라스틱 가소제로서 인체노출 빈도가 매우 높은 내분비계장애물질이다. 본 연구는 임신기와 수유기 동안의 DEHP 노출이 후세대 생쥐 암컷 난소 및 난자에 미치는 영향을 알아보기 위한 목적으로 난소의 기능유전체 발현 변동을 조사하고, 유전자 발현 결과를 토대로 새로운 생식독성 마커를 발굴하고자 하였다. DEPH를 임신(GD) 1일째부터 수유기에 해당하는 출생 후(PND) 20일까지 모체에 0, 1.5 mg/kg/day 농도로 경구투를 한 후, F1 암컷의 난소 RNA를 추출하여 microarray 분석을 수행하였다. Expression Console software version1.1을 이용하여 발현변화가 나타난 유전자 정보를 획득하였다. 대조군과 1.5 mg/kg/day 처리군의 난소조직의 microarray 분석 결과, 약 120여 개의 유의적인 차이를 나타내는 유전자 정보를 확보하였으며, 특히 골지체에 존재하는 당전이효소인 fucosyltransferase 11(FUT11)이 유의적으로 증가함을 확인하였다. 난소 내 FUT11의 발현 양상을 확인하기 위하여 발정주기에 따른 난소 FUT11 발현, 과배란을 유도한 후 난포 성숙과정에서의 FUT11 mRNA 및 단백질 발현 변화를 분석하였다. 발정주기에 따른 난소 조직에서의 FUT11발현은 발정기시기에 가장 높았으며, granulosa luteal cell, oocyte, interstitium에서 FUT11 단백질 발현이 확인되었다. 과배란을 유도한 난소조직에서는 PMSG 46 h 째에서 FUT11의 발현이 가장 높았다. DEHP는 임신기 및 수유기를 통해 장기간 노출될 경우 후세대 암컷의 난소기능 및 난자에 기능적 문제를 야기한다. FUT11은 인체질병 발생시 비정상적인 당잔기의 합성에 관련이 있을 것으로 보고된 바 있다. 실제로 암 조직이나 염증부위의 단백질 및 당지질의 당쇄부위에 fucosylation이 증가한다. 본 연구 결과에서 DEHP의 장기 노출이 후세대 암컷 생쥐 난소내 FUT11 발현을 증가시켜 난소 내 granulosa luteal cell, interstitium, oocyte에서 생성되는 단백질의 당쇄구조의 비정상적인 fucosylation을 유발함으로서 난소의 내분비기능과 및 난자성장 및 성숙에 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.

스피루리나 (Spirulina, Arthrospira platensis)는 미세조류에 속하는 섬사 형태의 시아노박테리아로서 오랜 기간에 걸쳐 식용으로 재배되어 공급되고 있으며, 최근 30여년 동안 스피루리나를 이용한 당뇨병과 같은 인간의 질병 개선효과에 대한 연구가 수행되고 있다. 스피루리나의 당뇨 개선 효과는 이미 알려져 있으나, 생식내분비계에서의 영향에 대한 연구는 거의 전무한 상황이다. 본 연구에서는 스피루리나의 섭취에 따른 당뇨 유발 동물 모델에서의 생식 내분비계 영향에 대하여 알아보고자 하였다. 6주령 SD rat 60마리를 대상으로 Streptozotosin (STZ) 50mg/kg을 1회 주사한 당뇨 유발 실험군과 4주간 스피루리나 200mg을 섭취한 실험군, STZ 주사 직 후 4주간 스피루리나를 섭취한 실험군, 2주간 스피루리나 섭취 후 STZ를 처리한 실험군, STZ 주사 후 2주 경과한 실험군을 확보하였다. 각각의 개체로부터 체중, 정소조직의 중량 변화 및 혈중 testosterone 농도를 분석하였으며, 정소 조직에서의 steroidogenesis 조절 유전자인 SF-1, StAR, 17β-HSD, 3β-HSD와 antioxidative pathway marker 유전자인 peroxiredoxin (Prdx) 4의 발현 변화를 realtime-PCR로 분석하였다. 정소조직 내의 Leydig cell의 변화 여부를 확인하기 위하여 Leydig cell의 세포수를 확인하였다. STZ 처리 후 스피루리나를 섭취한 실험군의 체중, 생식기관의 중량, 혈중 testosterone 농도 및 steroidogenesis 조절 유전자들의 발현이 STZ 단독 처리군보다 유의적으로 증가하였으며, 스피루리나를 2주간 먹인 후 STZ를 처리한 실험군에서 STZ를 단독 처리한 실험군보다 정소 무게가 유의적으로 증가하였다. Prdx 4의 발현이 스피루리나를 섭취한 STZ 처리군에서 STZ 단독 처리군에 비해 유의적으로 감소하였으며, Leydig cell 수가 스피루리나를 섭취한 실험군에서 증가하였다. 본 연구결과에서 스피루리나의 섭취가 제1형 당뇨로 인한 체중, 혈중스테로이드호르몬 농도 및 Leydig cell 감소를 완화하여 당뇨에 따른 남성생식기능의 저하를 예방하는 것으로 사료된다.

성장호르몬 치료는 성장호르몬 결핍증, 터너증후군, 만성 신부전증, 프라더 월리 증후군 등으로 인해 성장장애가 온 아동인 경우 수행되지만 성장호르몬의 과다 투여로 인한 부작용에 대해서는 여전히 논란의 여지가 많은 상황이다. 본 연구에서는 유아기 성장호르몬의 노출이 사춘기 시기의 성성숙 및 생식 내분비계에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 하였다. PND21부터 PND28까지 1주일간 각각 10마리의 수컷 SD rat에 Growth hormone (rhGH) 1, 2 IU/kg/day를 피하주사하였다. 대조군 (10마리)으로는 식염수 0.1ml을 투여하였으며, 체중 변화를 매일 0.1g 단위로 측정하며 기록하였다. 사춘기 도래시기의 변화를 분석하기 위하여 음경꺼풀분리 (preputial separation) 일자를 기록하였으며, 사춘기 (PND28) 시기의 주요 생식기관의 중량변화 및 조직학적 변화를 분석하였다. 시상하부에서 사춘기 조절에 관여하는 kiss1 및 GnRH의 발현 변화를 확인하였고, 혈중 testosterone 농도 및 정소에서 스테로이드호르몬 분비에 관여하는 유전자들의 발현 변화를 확인하였다. 정소조직 내 Leydig cell의 면적 및 세포수를 이미지 분석 시스템을 이용해 분석하였다. 모든 GH 처리군에서 유의적인 체중 증가가 나타났으며, 2IU 처리군에서 음경꺼풀이 대조군에 비해 조기에 분리되었다. GH 2IU/kg 처리군에서 정소와 부정소, 정낭샘 및 음경꺼풀샘의 중량이 유의적으로 증가하였고, 시상하부에서 kiss1 및 GnRH의 발현이 유의적으로 감소하였다. 혈중 testosterone의 농도가 2IU 처리군에서 유의적으로 증가하였으며, 정소에서 스테로이드 호르몬 합성 유전자인 17β-HSD, SF-1발현이 증가하였다. GH 처리군에서 Leydig cell의 면적과 세포수가 유의적으로 증가하였다. 성장호르몬에 노출될 경우 개체의 성장 및 기관 발달이 촉진되지만, 과다 노출될 경우 steroid의 합성과 분비조절 기능의 변형이 예상되며, 사춘기 조기 도래를 유발할 가능성이 있는 것으로 사료된다.

DEHP (di-ethylhexyl phthalate)는 인체노출 정도가 매우 높은 산업물질로 내분비계 장애물질이다. 임신기와 수유기를 통한 DEHP의 노출이 암컷의 사춘기 도래 및 생식내분비계에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. DEPH를 임신 (GD) 18일째부터 수유기에 해당하는 출생 후 (PND) 20일까지 모체에 0, 0.015, 0.15, 1.5, 15, 150 ㎎/㎏/day 농도로 경구투여하였다. 산자 암컷에서 PND 56일까지 발정주기 횟수를 확인하였다. 휴지기 (diestrus)와 발정기 (estrus) 시기의 mouse를 선별하여 난소 내 황체 수와 면적을 조직학적으로 분석하였으며, 과배란을 유도한 후 배란 난자 수 및 성숙도를 분석하였다. 혈중 E2농도를 측정하였으며, 휴지기와 발정기 시기의 난소에서 estrogen의 합성을 조절하는 aromatase (Cyp19a1)와 sex steroid의 합성에 필요한 콜레스테롤의 이동에 관여하는 steroidogenic acute regulatory protein (StAR) mRNA 발현을 realtime PCR로 분석하였다. 또한, DEHP에 의한 난소 내 비 정상적으로 남성화된 세포의 출현 여부를 확인하기 위해 Sertoli cell 분화조절인자로 알려진 SOX9의 발현 변화를 realtime PCR로 확인하고 면역조직화학염색을 통해 난소 내 SOX9을 발현하는 세포의 수와 면적을 분석하였다. DEHP에 노출된 F1 암컷의 발정기 도래간격이 15, 150 ㎎/㎏/day 처리군에서 길어졌으며, DEHP 0.15. 1.5, 15, 150 ㎎/㎏ 처리군에서 발정기의 횟수가 유의적으로 감소하였다. 난소 내 황체의 수가 DEHP 1.5, 15, 150 ㎎/㎏/day 실험군에서 발정기 동안 유의적으로 감소하였으며, 과배란 난자수도 DEHP 1.5, 15, 150 ㎎/㎏/day 실험군에서 감소하였으며, 형태 이상이 증가하였다. 발정기 혈중 E2 농도가 DEHP 1.5, 15, 150 ㎎/㎏/day 처리군에서 유의적으로 감소하였다. 1.5, 15, 150 ㎎/㎏/day 실험군의 발정기 난소에서 Cyp19a1, StAR 의 발현이 유의적으로 감소하였다. SOX9 mRNA 발현이 DEHP 0.15 ㎎/㎏/day 실험군에서 발현이 증가되었으며, SOX9이 발현되는 theca cell의 면적이 유의적으로 증가하였다. DEHP가 임신기 및 수유기를 통해 장기간 노출된 암컷의 성장에 영향을 미칠 가능성이 높으며, 암컷 생쥐의 사춘기 도래시기의 변형, 발정주기 불규칙화와 같은 주변적 사춘기의 변형을 유발하는 것으로 사료된다. 혈중 E2 농도 감소, 황체 수 감소 및 스테로이드형성 유전자 발현의 감소를 통해 DEHP가 난소에서의 estrogen 합성과 분비조절 기능을 교란시키는 것으로 판단되며, 난소 내 theca cell의 비정상적인 분화를 유발하여 난포의 성숙을 저해할 가능성이 있을 것으로 사료된다.

자궁내막에 존재하는 Aquaporins (AQPs)는 수분과 이온, 소분자들의 이동 및 세포의 삼투와 극성유지에 관여하며, 생식기능의 항상성 유지에 매우 중요하다. 본 연구에서는 난소절제술 동물모델과 estrogen receptor alpha (ERα) 적중 생쥐모델을 이용하여 estrogen에 의한 자궁내막 AQPs 발현 조절을 규명하고자 하였다. 8주령 ICR 생쥐 암컷의 발정주기 별 자궁조직을 획득하였고, 난소절제 후 17β-estradiol과 progesterone을 피하주사하여 자궁조직을 획득하였다. 8주령 C57BL/6 ERα 적중 생쥐에서 AQPs 발현분석을 하였으며, 난소 절제술을 수행한 ERα 적중생쥐에 17β-estradiol 주사 후 ERα, ERβ, AQP-2, -4, -5, -8, -9의 발현 변화를 확인하였다. Estrus 시기에서 AQP-4, -5, -8, -9 발현이 증가하였으며, AQP-2는 유의적인 차이가 없었다. 난소절제술 모델에서 E2 처리시 AQP-4, -5, -8, -9 mRNA의 발현이 증가하였고, ERα 적중모델에서 AQP-2 mRNA만이 ERα +/+와 ERα －/－ 모두 발현이 되었을 뿐 다른 AQP들은 발현이 없었다. 난소절제술을 수행한 ERα 적중모델에 E2 처리시 AQP-2만 발현이 되었으며, WT과 차이가 없었다. 기존 연구에서 estrogen에 의해 발현이 증가된다고 보고된 물의 선택적 투과에 관여하는 AQP-2는 ERα에 비의존적으로 발현됨을 확인하였으며, AQP-4, -5, -8, -9은 estrogen에 의해 발현이 조절되는 것으로 사료된다.

세포의 대사과정에서 생성되는 활성산소종(reactive oxygen species : ROS)은 세포의 성숙과 발생 과정을 저해하며, 인간의 생식 수관에서 불임의 원인이 된다. 많은 세포생물학적 연구를 통해 ROS에 대한 세포 내의 보호 기작이 밝혀지고 있다. Activating transcription factor 4(ATF4)는 세포 내에서 산화적 스트레스를 비롯한 여러 스트레스 요인으로부터 세포를 보호하는 기작에 관여하는 중요한 인자로서, 스트레스