A high-cholesterol diet can reduce male fertility. However, it is not known whether a high-cholesterol diet can regulate the expression of genes involved in sperm maturation and sperm fertilizing ability. Quercetin, a natural product, is known to have cytoprotective effects by regulating lipid metabolism in various cell types. This study aimed to confirm the expression of genes involved in sperm maturation in the testes of mice fed a high-cholesterol diet and to determine whether quercetin can reverse the genetic regulation of cholesterol. Mice were divided into groups fed a normal chow diet and a high-cholesterol diet. Mice fed the high-cholesterol diet were dose-dependently supplemented with quercetin for 6 weeks. Investigations using quantitative PCR and in situ hybridization revealed that the high-cholesterol diet alters the expression of genes associated with sperm maturation in the testes of mice, and this was reversed with the supplementation of quercetin. In addition, the high-cholesterol diet regulated the expression of genes related to lipid metabolism in the liver of mice. Under a high-cholesterol diet, quercetin can improve male fertility by regulating the expression of genes involved in sperm maturation.

Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) 유전자는 주로 간에서 분비되며 저밀도지단백질 수용체(LDLR)와 결합체를 이루어 세포 내 저밀도지단백질 수용체를 약화시킴에 따라 저밀도지단백질(LDL) 흡수를 감소시킨다. PCSK9은 심혈관 질환 및 상염색체 우성 가족성 고콜레스테롤혈증과 깊은 연관성을 나타내며 발병 메커니즘을 조절하는 주요한 인자로서 치료제 개발을 위해 많은 연구가 진행 중에 있다. 하지만 생식계통 내에서 PCSK9의 발현 및 기능에 대한 연구가 미비한 현실이다. 이에 본연구에서는 고 콜레스테롤 식이에 따라 수컷 랫드의 생식기관 (음경, 전립선, 정소) 내 Pcsk9의 발현 변화를 확인하고자 한다. 과도한 콜레스테롤의 축적으로 인한 이상지 질혈증은 수컷 랫드의 생식기능장애와 내분비교란을 유발하지만 이를 일으키는 조절 인자와 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구진의 선행연구에서는 고 콜레스테롤 식이에 의해 혈중 총 콜레스테롤, 저밀도지단백질 콜레스테롤 레벨이 증가 및 고밀도지단백질(HDL) 콜레스테롤의 감소를 확인하였다. 이 후, Pcsk9의 mRNA 발현은 음경 조직 내에서 80% 감소하는 것으로 나타났고 그 발현은 주로 발기 조직인 음경해면체 및 요도해면체 내 요도상피세포에서 주를 이룸을 확인하였다. 또한 Pcsk9은 고콜레스테롤 식이에 의해 발생하는 전립선 비대증 조직 내에서 20% 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 마지막으로 Pcsk9은 고 콜레스테롤 식이를 섭취한 랫드의 정소 조직내에서 정상 정소 조직에 비해 약 28% 감소하였으며 정자발생에 주요한 정세관 내 정원세포, 정모세포, 정세포에서 그 발현이 확인되었다. 본 연구결과를 통해 Pcsk9 유전자가 수컷 랫드 생식기관 (음경, 전립선, 정소)에서 고콜레스테롤 식이에 의해 발현이 감소하는 것을 확인하였으며, 이는 Pcsk9이 남성 생식기관의 성장 및 발달 메커니즘에 중요한 역할을 미칠 것으로 사료된다.