Glycogen synthase kinase 3 α/β(GSK3α/β)는 serine/threonine kinase로 Wnt와 insulin은 GSK3α/ β의 활성을 감소시켜 하위에 있는 많은 표적단백질의 활성과 분해를 조절한다. 본 연구에서는 정자 의 성숙과 수정능력획득 과정에서 GSK3α/β의 기능을 규명하고자 하였다. 생쥐 부정소 상피에서 GSK3α/β와 p-GSK3α/β가 발현하였고, 정자의 첨체, 첨체후부(postacrosomal region), 중편(midpiece) 에서 발현하였다. p-GSK3α (Ser21)의 발현은 두부 부정소보다는 미부 부정소 정자에서 높았 다. 부정소에서 Wnt2b, 3a, 10a이 발현하였고, 특히 부정소 두부 상피의 principal cell에 다량으로 발현하였다. 정자성숙에 기여하는 epididymal exosome에서 Wnt2b, 3a, 10a를 확인하였다. 두부 부정 소 정자에 Wnt3a를 처리하면 GSK3α/β의 억제성 인산화의 변화 없이 운동성이 유의하게 증가하였다. 따라서 부정소 두부에서 exosome을 통해 분비된 Wnt가 정자 성숙과정에서 운동성의 증가에 관여 하는 것으로 사료된다. 생쥐와 사람 정자의 수정능획득 과정에서 total phosphotyrosine proteome의 증가와 함께 p-GSK3α(Ser21)가 증가하였다. 특히 두부 부정소보다 미부 부정소 정자에서 p-GSK3α (Ser21)가 높았다. 이는 GSK3α의 억제성인산화가 정자의 운동성에 중요함을 의미한다. 생쥐와 사람 의 정자에서 insulin like growth factors-1(IGF-1)은 GSK3α의 억제성 인산화 및 운동성을 유의적으로 증가시켰다. Protein phosphatase의 억제제인 Calyculin A는 GSK3α의 억제성 인산화 및 운동성을 유의적으로 증가시켰다. 이와는 반대로, AKT inhibitor는 GSK3α의 억제성 인산화 및 운동성을 감소 시켰다. 이는 insulin 수용체 하위에서 PI3/AKT kinase 회로를 경유하여 GSK3α/β의 억제성 인산화가 진행되어 정자의 운동성이 증가하는 것으로 사료된다. 결론적으로 정자의 성숙과정에서 부정소 기원의 Wnt는 정자의 운동성을 촉진하며, 성숙한 정자의 수정능력획득 과정에서 IGF-1등의 성장인자에 의해 GSK3α/β의 억제성 인산화가 촉진되어 정자의 운동성이 증가하는 것으로 사료된다.

Interleukin(IL)은 cytokines의 group으로 주로 macrophages에 의해 생산되어지며, 그 중 IL-1 system 은 염증반응과 면역 및 항상성을 조절한다. Interleukin-1은 Interleukin-1α(IL-1α)와 Interleukin-1β (IL-1β) 2개의 isoform이 존재하며, 이는 IL-1Receptor1(IL-1R1)과 IL-1Receptor2(IL-1R2) 두 가지 타입의 receptor에 결합하여 작용한다. 또한 IL-1R1의 신호전달에는 IL-1 receptor accessory protein (IL-1RAcP)가 필요로 한다. 또한 IL-1RAcP와 IL-1R1은 Toll interacting protein(TOLLIP)과도 작용한 다고 알려져 있다. Interleukin-1 cytokine family member 중 Interleukin-1 receptor antagonist(IL-1Ra)는 IL-1α와 IL-1β의 작용을 저해한다. 선행된 다른 연구에서는 IL-1의 과발현이 정자형성에 대한 부정 적인 효과를 주는 것이 밝혀진바 있다. 따라서 본 연구에서는 정자에서 IL-1α, IL-1β, IL-1R1, IL-1RAcP와 TOLLIP의 발현 여부와 IL-1α, IL-1β와 IL-1Ra가 정자에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 정자에게 미치는 영향 중에서도 정자의 운동성에 관여한다고 알려져 있는 GSK3의 억제성 인산화 형태인 p-GSK3에 대해서 알아보고자 하였다. 실험 결과, 생쥐의 정자에서 IL-1α, IL-1β, IL-1R1, IL-1RAcP와 TOLLIP이 모두 정자에서 발현되는 것을 확인하였다. Western blot 실험 결과, IL-1α, IL-1β가 단독 처리된 생쥐 정자에서 p-GSK3의 발현이 증가한 것을 확인하였다. 그리고 IL-1Ra가 처리된 경우 p-GSK3의 발현이 생쥐 정자에서 대조군에 비해 감소한 것을 확인하였다. IL-1 α, IL-1β를 IL-1Ra와 함께 처리 시에는 IL-1α, IL-1β를 단독처리 했을때 보다 생쥐의 정자에서 p-GSK3의 발현이 감소한 것을 확인하였다. 이러한 결과를 토대로 IL-1과 IL-1R1이 정자에서 발현되며, IL-1 및 IL-1Ra 처리시 p-GSK3의 발현에 영향을 미치는 것으로 보아 IL-1이 정자운동성에도 관여하는 것으로 사료된다.

골 형성 단백질(Bone morphogenetic protein, BMP)은 TGF-β superfamily의 구성원 중에 하나이며, 이 들은 원래 뼈 형성을 유도하는 능력에 의해 발견되었지만, 곧 세포분열, 세포자살, 세포이동 그리고 세포 분화를 조절하는 것으로 밝혀졌다. 매우 다기능적인 골 형성 단백질은 포유동물의 reproduction에도 매우 중요한 역할을 하지만 알려진 바가 적다. 그래서 본 연구에서는 골 형성 단백질이 착상 전 oviductal environment에 어떠한 영향을 미치는지 밝히고자 하였다. 먼저, Estrus 시기 생쥐의 oviduct cDNA를 통해 RT-PCR한 결과, BMP1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 15 mRNA와 BMP receptor인 BMPR1A, BMPR1B, BMPR2 mRNA의 발현을 확인하였고, BMP Inhibitor인 Noggin, Follistatin, Chordin mRNA의 발현 또한 확인하였다. 이들 중 BMP2, 3, 7, 15 mRNA의 level이 BMP5, 6, 10 mRNA의 level보다 많은 발현량을 보였다. BMP receptor 중에서는 BMPR2 mRNA의 level이 제일 높았다. BMP Inhibitor 중에서는 Chordin mRNA의 발현량이 제일 많았다. 이들 가운데 가장 높은 발현 수준을 보인 BMP2의 단백질의 localization은 Immunohistochemistry를 통해 확인하였다. BMP receptor와 BMP Inhibitor에 대한 연구는 진행 중에 있지만, 생식주기별 생쥐의 oviduct 내에서 BMP2 단백질의 발현수준은 proestrous, metestrous, diestrous보다 estrous stage에서 가장 강한 발현을 보였다. 이는 BMP2가 steroidogenesis에 영향을 주어 oviductal cell proliferation에 관여한다는 것을 보여준다.