S-adenosylhomocysteine hydrolase-like protein 1 (AHCYL1), also known as IP3 receptor- binding protein released with IP3 (IRBIT), regulates IP3-induced Ca2+ release in the cytoplasm of cells and, therefore, is likely to be an important gene regulating various biological processes in the oviduct of chickens. However, the identification of the AHCYL1 gene in chickens has not been investigated. Therefore, the objectives of this study were to examine the tissue- and cell-specific expression of AHCYL1 gene in chicken organs, especially in reproductive organ, and determine functional actions of AHCYL1 in chicken oviduct development via estrogen. The results indicated that AHCYL1 mRNA is expressed in chicken reproductive organs and DES(diethylstilbesterol, a synthetic estrogen agonist) stimulates the cell specific expression of AHCYL1 in immature chicken oviduct. These results suggest that AHCYL1 is a novel estrogen-stimulated gene associated with development of the chicken oviduct. Next, in the present study, we show that inhibition of Erk1/2 can block DES-induced AHCYL1 expression. Also, we found that knockdown of AHCYL1 expression down-regulates expression of oviduct specific genes and AHCYL1 expression is regulated at the post-transcriptional level by specific miRNAs. These results strongly suggest that estrogen-mediated AHCYL1 gene expression plays a crucial role in growth, differentiation and function of the hen oviduct. Also, our results will be useful for understanding the fundamental mechanism(s) of estrogen action responsible for development of hen oviduct. This research was funded by the World Class University (WCU) program (R31-10056), Basic Science Research Program (2010-0013078) through the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Education, Science, and Technology and by the Next-Generation BioGreen 21 Program (No.PJ008142), Rural Development Administration, Republic of Korea.

골 형성 단백질(Bone morphogenetic protein, BMP)은 TGF-β superfamily의 구성원 중에 하나이며, 이들은 원래 뼈 형성을 유도하는 능력에 의해 발견되었지만, 뼈 외에도 다른 세포 및 기관의 성장과 분화를 조절하는 것으로 밝혀졌다. 다기능적인 골 형성 단백질은 포유동물의 reproduction에도 매우 중요한 역할을 하는데, 예를 들어 BMP8A와 BMP8B는 생쥐의 정자 형성과 부고환에 일정한 기능을 하는 것으로 보고되었고 난소에서의 BMP15는 난포성장을 자극하고, 과립막세포(granulosa cell)의 증식시키는데 관여하는 단백질로 알려져 있다. 하지만 난관(oviduct)에서의 BMP 역할은 알려진 바가 적다. 그래서 본 연구에서는 골 형성 단백질이 착상 전 oviductal environment에 어떠한 영향을 미치는지 밝히고자 하였다. 8주령 생쥐의 Estrous cyclic oviduct을 가지고 RT-PCR과 Immunohistochemistry(IHC)를 통해 BMP2, 4의 mRNA와 단백질 발현을 확인하였다. Estrogen에 의한 BMP2, 4의 영향을 확인하고자 난소절제술을 시행한 생쥐와 Estrogen receptor alpha(ERα) Knockout 생쥐를 통해 mRNA와 단백질 발현을 확인하였다. Oviduct의 ciliated cell을 가지고 BMP2, 4의 기능을 밝히고자 siRNA실험을 진행 하였다. Estrous cyclic oviduct cDNA를 통해 RT-PCR한 결과, 이 중 Estrus 시기에 가장 높은 발현을 보인 BMP2, 4의 mRNA level은 Isthmus보다 Infundibulum과 Ampulla에 증가하였고, Immunohistochemistry (IHC)를 통해 BMP2와 BMP4 단백질은 난관 상피세포 중에서 ciliated cell에 발현되었다. 이를 ciliated cell marker인 β-tubulin과 함께 Immunofluorescence(IF)를 진행한 결과, 주로 β-tubulin-positive ciliated cell에서 발현됨을 확인하였다. 난소 절제술을 시행한 생쥐의 난관에서는 E2와 DPN (ERβ agonist)에 의해 BMP2, 4 mRNA 발현이 증가하고, ERαKO 난관의 경우 WT(Die)에 비해 BMP2, 4 mRNA, 단백질의 발현 모두 증가하였다. BMP2와 BMP4의 기능을 밝히고자 Ciliated cell line인 OA-6b를 가지고 siRNA 실험을 진행한 결과, Bmp2, Bmp4 siRNA 처리군에서 Ciliated cell marker인 FOXJ1의 발현이 줄어들고 Proliferation marker인 Ki67, Pcna의 발현이 낮아졌다. 이로써, Oviduct 내 BMP2와 BMP4 발현은 Estrogen과 양의 상관성이 있으며, Ciliated cell에서 Estrogen - ER β signaling을 통해 조절된다. Estrogen에 의해 유도되는 BMP2와 BMP4는 ciliated cell에서 Autocrine, Paracrine factor로 작용할 가능성이 있다. 더 나아가 Oviduct의 Infundibulum 및 Ampulla에 강하게 발현되는 BMP2, BMP4는 난자 및 배아에 autocrine, paracrine factor로 작용하여 oviductal cell proliferation을 조절하고, 수정을 위한 oviductal environment 조성에 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.