외과적으로 정소를 제거하는 물리적 거세와 약물을 이용한 화학적 거세는 의학적 치료나 연구의 목적으로 다양하게 사용되고 있다. 최근 흰쥐 정소에 20%의 고장성 식염수를 직접 주사할 경우 혈중 테스토스테론 수준이 외과적 거세와 유사한 수준까지 저하되어 화학적 거세 상태에 들어감이 보고되었다. 그러나 고장성 식염수를 정소에 직접 주사함으로서 나타나는 염증반응으로 인해, 안전성에 대한 우려가 제기되고 있다. 본 연구는 기존 연구에서 보다 낮은 농도의 식염수를 주사하여 농도에 따른 효과와 효용성을 조사하고자, 조직학적 변화를 확인하였다. 성체 수컷 흰쥐에 멸균한 5%, 10%, 20% 생리 식염수를 정소 당 500 ㎕씩 직접 주사하여 농도별 식염수 주사군(saline-injection)과 대조군(control)로 분류하고, 실험군의 체중을 측정하여 기록하였다. 주사 후 1주 뒤에 모든 동물들의 체중을 측정한 후 희생하였다. 각 실험군의 체중 변화와 조직 무게 변화를 비교하였고, 생식기관인 정소, 부정소, 저정낭, 전립선은 Hematoxylin & Eosin 염색법을 사용하여 조직학적 변화를 관찰하였다. 정소 무게는 5% 주사군과 20% 주사군에서 유의하게 감소하였고, 10% 주사군에서는 대조군에 비해 감소하였으나 유의하지는 않았다. 부정소의 경우 20% 주사군에서 매우 유의하게 감소하는 양상을 보였고, 저정낭의 무게는 10% 주사군과 20% 주사군에서 유의하게 감소하였다. 전립선의 경우 20% 주사군에서만 유의하게 감소하였다. 기타 조직에서는 면역기능을 담당하는 비장의 무게가 10% 주사군에서 유의하게 증가하는 양상을 보였고, 신장은 20% 주사군에서 유의하게 감소하였다. 조직학적 관찰 결과, 10% 주사군과 20% 주사군의 정소에서 전체적인 형태 변화와 세정관의 손상을 확인할 수 있었고, 부정소는 20% 주사군의 경우 도관 내 정자가 거의 관찰되지 않았다. 저정낭의 경우 농도의존적으로 내강이 감소하며 위축되는 양상을 보였다. 전립선은 20% 주사군에서 확연한 내강의 감소와 도관의 격리됨을 확인하였다. 본 연구는 기존에 보고된 정소 내 식염수 주사모델의 독성 문제가 제기됨에 따라 보다 낮은 농도에서의 효용성을 조사하고자 한 것이다. 생식 기관의 조직학적 조사를 통해 비교적 낮은 농도의 식염수 주사모델이 기존의 20% 식염수 주사 모델과 유사한 효과를 나타냄을 확인하였다. 그러나 물리적, 화학적 거세모델과 유사한 거세 효과를 유발할 수 있는지에 대해서는 보다 심층적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

스테로이드 호르몬은 다양한 생리작용의 조절자로서 잘 알려져 있으며, 생리적 활성에 따라 5그룹 (mineralocorticoids, glucocorticoids, estrogens, progestagens, androgens)으로 나뉜다. 그 중 estrogen류는 특히 암컷 포유류의 이차성징을 유도함이 잘 알려져 있다. 본 연구는 사춘기 전후 암컷 흰쥐난소에서의 steroidogenesis 조절 효소의 유전자 발현에 대해 정밀 조사한 것이다. 미성숙한 암컷 흰쥐를 생후 29일에서 43일까지 2일 간격으로 희생한 뒤 total RNA를 추출하여 semi-quantitative RT-PCR을 시행하여 steroidogenesis 관련유전자인 StAR(steroidogenic acute regulatory protein), CYP11A1(side-chain cleavage enzyme), CYP17(17α-hydroxylase), 3β-HSD(3β-hydroxysteroid dehydrogenase), 17β-HSD(17β-hydroxysteroid dehydrogenase), CYP19(Aromatase)의 발현 양상을 조사하였다. 연구에 사용된 암컷 흰쥐는 대체로 37일에 질구개방이 일어났다. 유전자 발현 조사에서 StAR는 생후 41일, 43일에 유의하게 증가(p<0.05, p<0.01)하였다. CYP11A1은 43일에 유의하게 증가(p<0.01)하였다. CYP17의 경우, 35일과 39일에서 유의한 감소(각 p<0.05)를 보였다. 3β-HSD, 17β-HSD, CYP19의 경우는 유의한 변화를 보이지 않았다. 전반적으로 스테로이드 합성 관련 유전자 모두 생후 35일에 감소하였다가 암컷의 성 성숙 지표인 질구개방이 대체로 일어난 37일을 기준으로 유전자 발현이 급증됨을 확인하였다. 이는 사춘기 개시를 위한 다량의 sex steroid 합성을 위한 것으로 추정된다. 이러한 결과는 사춘기 전후시기 난소의 성 성숙에 관한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

최근 고장성(20%) 생리식염수를 흰쥐 정소에 직접 주사할 경우, 혈중 테스토스테론 수준이 최저 수준에 도달하고 정소 조직이 완전히 파괴됨을 보고한 바 있다. 본 연구는 이러한 기능적 ‘거세’ 효과를 유발하는 생리식염수 주사 모델의 효용성을 확인하기 위해 생식기관의 무게와 해부학적 변화, 그리고 생식에 영향을 주는 유전자 발현을 정소절제모델과의 비교를 시도하였다. 생후 5개월된 수컷 흰쥐(S.D. strain)를 무처리군(intact; control), 정소절제군(orchidectomy), 식염수 주사군(saline-injection)으로 나누어 식염수 주사군에는 정소 당 750 ㎕의 멸균한 20% 식염수를 직접 주사하였고, 정소절제 수술은 식염수 주사가 행해진 날에 시행하였다. 주사 후 1, 2, 4주 및 3개월 경과 후에 동물을 희생하여 생식조직들을 채취하였다. 체중의 경우 무처리군과 비교하여 정소절제군과 식염수 주사군 모두에서 유의한 변화는 없었다. 식염수 주사군의 정소 무게는 무처리군에 비해 유의하게 감소하였다. 부정소와 저정낭 그리고 전립선의 무게의 경우 무처리군에 비해 정소절제군과 식염수 주사군 모두에서 유의하게 감소하였다. 조직학적 조사에서 식염수 주사군의 정소 대부분에서 괴사가 발견되었으며, 세정관내 정자를 확인할 수 없었다. 정소절제군과 식염수 주사군의 부정소, 저정낭 그리고 전립선 모두에서 무처리군에 비해 내강이 수축하여 면적이 크게 감소함이 관찰되었다. 시상하부에서 Kisspeptin의 mRNA 수준은 정소절제군과 식염수 주사군 모두에서 유의하게 증가하였다. 뇌하수체 호르몬 발현(Common alpha, LH-beta 그리고 FSH-beta subunit)은 대조군 대비 식염수 주사군에서 대체로 증가하는 양상을 보였다. 본 연구는 정소 내 고장성 식염수 직접 주사모델이 정소절제와 유사한 테스토스테론 제거 효과를 유발할 수 있음을 확인하였다. 향후 안정성과 효용성에 대해 심층적인 연구가 필요하지만, 고장성 식염수 주사모델은 외과적 거세를 대체하면서 동시에 시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 유용한 실험법이 될 수 있음을 시사한다.

본 연구진 등은 고장성(20%) 생리식염수를 흰쥐 정소에 직접 주사할 경우, 혈중 테스토스테론 수준이 최저 수준에 도달하고 정소 조직이 완전히 파괴됨을 보고한 바 있다. 본 연구는 이러한 기능적 ‘거세’ 효과를 유발하는 생리식염수 주사 모델의 효용성을 확인하기 위해 정소절제모델과의 비교를 시도하였다. 생후 5개월 된 수컷 흰쥐(SD strain)를 무처리군(intact; control), 정소절제군(orchidectomy), 그리고 식염수주사군(saline-injection)으로 나누어 식염수주사군에는 정소당 750 ㎕의 고장성 식염수를 직접 주사하였다. 정소제거 수술은 식염수 주사가 행해진 날에 시행하였다. 주사 후 30일 후 동물을 희생하여 혈액과 조직들을 채취하고, 조직 무게를 측정한 후 조직학적 조사를 위해 고정시켰다. 혈중 테스토스테론 농도의 경우 무처리군과 비교하여 정소절제군과 식염수주사군 모두에서 유의하게 감소하였다(p<0.001). 체중의 경우 무처리군에 비해 식염수주사군은 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 정소절제군에서는 감소 경향은 있었으나 유의성은 없었다. 식염수주사군의 정소 무게는 무처리군에 비해 유의하게 감소하였다(p<0.001). 부정소, 저정낭 그리고 전립선의 무게의 경우 무처리군에 비해 정조절제군과 식염수주사군 모두에서 유의하게 감소하였다(p<0.001). 조직학적 조사에서 식염수주사군의 정소 대부분에서 괴사가 발견되었고, 세정관내 정자를 확인할 수 없었으며 백막 부근에서 단핵구들이 대량 관찰되었다. 부정소 두부와 미부에서는 정소절제군과 식염수주사군 공히 도관의 내강 내 정자가 관찰되지 않았으며, 내강 측 상피세포층이 이상 증식으로 비대해짐이 관찰되었다. 한편, 저정낭의 경우 정소절제군과 식염수주사군 모두 내강 면적이 무처리군에 비해 크게 감소함이 관찰되었다. 전립선의 경우도 정소절제군과 식염수주사군 모두 상피세포의 세포질이 감소하여 세포층이 얇아짐이 관찰되었다. 본 연구는 고장성 식염수의 정소내 직접 주사모델이 정소절제와 유사한 테스토스테론 제거 효과를 유발할 수 있음을 해부학적으로 확인한 것이다. 향후 안정성과 효용성에 대해 심층적인 연구가 필요하지만, 고장성 식염수 주사모델은 외과적 거세를 대체하면서 동시에 시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 유용한 실험법이 될 수 있음을 시사한다.