정소 내 생식세포 분화가 이루어지는 세정관과 혈관 사이에 존재하는 blood-testis barrier (BTB)는 다양한 밀착결합(tight junction) 단백질로 이루어져 있다. Claudin-11은 이러한 밀착결합을 구성하는 단백질 중 하나로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 토끼(domestic rabbit; Oryctolagus cuniculus domesticus), 꿩(pheasant; Phasianus colchicus), 자라(soft shelled turtle; Pelodiscus sinensis)의 정소에서 claudin-11의 발현을 관찰하고, 성적 성숙 또는 번식기에 따른 변화를 확인하고자 하였다. 이를 위해 각 동물의 claudin-11 partial cDNA 염기서열을 확보하고 이를 통해 RT-PCR을 수행하였다. 또한 정소 조직 내에서 claudin-11 발현 부위를 확인하기 위해 면역염색을 시행하였으며, western bolt을 통해 단백질발현을 확인하였다. 토끼와 꿩의 정소에서 claudin-11은 성적으로 성숙한 이후에, 자라의 경우 생식세포의 분화가 활발히 일어나는 비번식기에 mRNA 발현량의 급격히 증가하였으며, 이는 단백질의 발현량과 일치하는 것을 확인하였다. 성적 성숙이 일어나지 않은 토끼와 꿩 및 번식기 자라의 정소내에서 claudin-11 발현은 주로 Sertoli cells 및 그 사이에서 확인되었다. 그러나 생식세포 분화가 활발한 시기의 세정관 내에서 claudin-11은 Sertoli cells 및 그 사이 뿐만 아니라 Sertoli cell이 spermatogonia와 접하는 바닥면에 물결형태로 분포하는 것이 확인되었다. 이는 포유류뿐만 아니라 조류에서도 claudin-11이 생식세포 분화를 진행하는 세정관 내에서 BTB를 구성하고 있음을 의미한다. 또한, 계절에 따라 생식세포 군집의 변화를 보이는 자라의 정소에서 생식세포 분화가 활발한 시기에 claudin-11이 BTB 구성에 참여하는 것이 확인되었다. 꿩의 정소 및 정소(organ culture)에서 분리해 낸 Sertoli cells(primary culture)를 이용한 실험에서 testosterone 처리에 따라 claudin-11 mRNA가 증가하는 것이 확인되었으며, 자라의 호르몬을 분석한 결과, 세정관내 생식세포 분화가 활발한 시기에 testosterone 농도가 높아지는 것을 확인하였다. 이는 claudin-11이 남성호르몬의 조절을 받으며, 생식세포의 분화가 활발한 시기의 높은 농도의 남성호르몬은 세정관내부 환경을 독립적으로 유지할 수 있도록 claudin-11이 포함된 BTB를 발달시키는 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 현재까지 잘 알려져 있지 않은 조류와 파충류 정소에서의 claudin-11 발현을 확인하였으며, 정소 내 고유환경 조성에 참여하는 것은 claudin-11이 진화선상에서 갖는 공통된 기능임을 확인하였다.

부정소 상피세포에서 형성되는 밀착결합 (Tight Junction, TJ)은 혈액-부정소장벽 (blood-epididymal barrier, BEB)을 형성하여 이온과 저분자물질의 이동을 제한하여 수분항상성에 기여하며, 정자의 성숙환경을 제공한다. TJ는 세포질 내부로 세포질골격 및 다양한 신호전달 분자와 복합체를 형성하고 있으므로 다양한 세포 내외부의 신호에 반응하여 그 구조와 기능이 역동적으로 조절된다. 정소와 부정소에 estrogen receptor (ERα, β)가 발현하며, 부정소에 비교적 높은 농도로 존재하는 estrogen은 부정소 체액항상성 조절에 관여하는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 estrogen에 의한 부정소 관강내 정자성숙 환경조성 기작 규명의 일환으로 ERαKO (ERα－/－) 생쥐의 부정소에서 TJ 발현을 비교분석하였다. 5개월령 ERαKO 생쥐의 부정소를 획득하여 무게측정 및 조직학적 분석을 시행하였다. 또한, 부정소를 각 부위별 (두부, 체부, 미부)로 나누어 RT-PCR 및 면역조직화학법으로 밀착결합 유전자인 claudins (-1, -2, -3, -4, -5, -11), occludin, JAMs (-1, -2, -3), CAR, tricellulin 발현을 분석하였다. WT에 비해 ERαKO 생쥐 부정소의 무게는 유의적으로 감소하였고, 정자형성 장애로 인해 부정소 내부에는 정자가 관찰되지 않았다. 또한 efferent duct 내강이 팽태되었다. ERαKO 생쥐 두부 부정소의 경우 cla-1, JAM-1, occludin, tricellulin mRNA 발현이 유의적으로 감소하였고, cla-11 mRNA는 감소하는 경향을 나타냈으나 유의성은 없었다. 체부 부정소는 TJ 유전자 발현에 큰 변화를 나타내지 않았으며, 미부 부정소에서는 cla-5, JAM-1, -3 mRNA 발현이 증가하는 경향을 나타냈으나 유의성은 없었다. 면역조직화학적 분석결과, cla-1은 principal cell의 세포질에서 강하게 발현하였으며, cla-11은 interstitium에서 주로 발현하였고, WT과 ERαKO 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. Occludin은 initial segment의 상피세포 apical 부분에서 주로 발현하였고, efferent duct에서 WT에 비해 강하게 발현하였다. JAM-1은 ERαKO의 두부 부정소에서 principal cell의 apical 부위에서 발현이 감소하였다. 부정소 두부와 미부에서 estrogen은 ERα를 경유하여 TJ 유전자 발현을 조절함으로서 정자성숙과 저장환경 조성에 작용하는 것으로 사료된다.

부정소 상피세포에 존재하는 Tight junctions (TJs)는 물질 확산장벽으로 작동하며, 혈액-부정소 장벽 (blood-epididymal barrier, BEB)을 형성한다. 본 연구는 부정소 TJ 발현에 미치는 정소액의 영향을 확인하고자 수출관 결찰 (effrent duct ligation, EDL) 생쥐 부정소에서 TJ 유전자 발현변동을 조사하였다. 생후 8주령 생쥐를 정소수출관 결찰을 시행, 15일 후 부정소를 획득하여 정량적 RT-PCR법으로 TJs 유전자의 mRNA 발현을 분석, 면역조직화학법으로 단백질 발현 변화를 분석하였다. 수출관 결찰결과 EDL 부정소 중량은 감소하였고, initial segment 상피세포의 두께가 얇아졌다. EDL 부정소 두부에서 claudin-1, -11, JAM-3 mRNA 발현이 증가하였고, claudin-2 mRNA 발현은 감소하였다. 체부에서는 claudin-1, -3, -11, JAM-1, -3, tricellulin mRNA 발현이 증가하였고, tricellulin은 미부에서 mRNA 발현이 증가하였다. 면역조직화학적 분석결과, EDL 부정소 initial segment에서 claudin-2 발현이 감소하였다. CAR는 두부에서 발현이 감소하나 체부와 미부에서 증가하였다. JAM-1은 체부와 미부의 상피세포 내 발현이 증가하였다. 수출관 결찰시 initial segment TJ 조성에 많은 변화가 유발되었다. 부정소상피의 밀착결합은 정소기원의 생물학적 활성인자들의 영향하에 조절되는 것으로 사료된다.

부정소 상피세포에서 형성되는 밀착결합 (Tight junction, TJ)은 혈액-부정소장벽을 형성하여 정자의 수송, 저장 및 성숙에 필요한 부정소 내부환경을 조성한다. TJ는 occludin, claudins, JAMs, CAR, tricellulin 등의 integral membrane protein과 ZO-1 등의 plaque protein으로 구성된다. 한편, 정관결찰(Vasectomy)은 부정소 관강 내 삼투압 및 상피세포에서 분비되는 단백질조성을 변화시키며, 항정자항체의 형성을 유발하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 정관결찰에 따른 부정소 관강 내 정자의 성숙 및 저장환경 변화를 규명할 목적으로 부정소 상피세포 TJ 유전자 발현을 조사하였다. 생후 1, 2, 4, 8주령 부정소를 사용하였다. 생후 8주령 생쥐에서는 부정소 두부, 체부, 미부 부위별로 절취하여 분석하였다. 8주령 생쥐에 정관결찰 시행 6주 후 부정소를 획득하여 해부조직학적 변화 유무를 확인 한 후 RT-PCR 및 면역조직화학법으로 claudins (-1, -2, -3, -4, -5 -11), occludin, JAMs (-1, -2, -3), CAR, tricellulin 발현 변화를 분석하였다. Cla-2 mRNA는 두부 부정소에서만 강하게 발현하였으며, Cla-1, JAM-2 mRNA는 체부 부정소에서 다른 부위보다 강하게 발현하였다. Cla-4 mRNA는 체부 부정소에서는 거의 발현하지 않았고 두부와 미부 부정소에서 발현하였다. Occludin mRNA는 두부와 체부 부정소에서 미부 부정소보다 많이 발현하였다. CAR mRNA는 두부 부정소에서 약간 강하게 발현하였다. Cla-1, JAM-2는 principal cell에서 주로 발현하였다. Occludin, JAM-1, CAR는 apical membrane에서 발현하였으며, tricellulin은 근육층에서 발현하였다. 정관결찰 후 부정소 중량이 증가하였고 체부와 미부 부정소관이 비후는 상피세포 두께의 감소와 근육층 비후를 동반하였다. 정관결찰 모델의 두부 부정소에서 밀착결합 유전자 중 cla-2, -3, -11, JAM-2, -3, tricellulin mRNA 발현이 증가하였다. 또한 체부 부정소에서는 cla-1, -3, -4, JAM-1, -2 mRNA, 미부 부정소에서는 JAM-3 mRNA의 발현이 증가하였다. 부정소 관강 내부 정자 성숙환경 조성에 관여하는 TJ 유전자 발현은 부정소 부위별로 차등적으로 발현됨을 확인하였다. 정관결찰에 의한 부정소 상피세포의 TJ 유전자 발현의 변화는 부정소 내부의 물리적 압력의 증가와 체액 삼투압의 변화에 따른 대응기작으로 사료된다. 또한 부정소 중량 증가와 부정소 체부와 미부의 해부조직학적 변화는 부정소 부위별 분절화 특성에 관여하는 상위의 유전자 조절네트웍의 변형을 암시하므로 이에 관여하는 유전체들에 대한 연구가 필요하다.