The epididymis in the male reproductive tract is the site where spermatozoa produced from the testis become mature. The epididymis is divided into 4 different segments, initial segment and caput, corpus, and caudal epididymis, depending upon functional and morphological features. Aquaporins (Aqps) are water channel molecules, which are present in the epididymis and play a major role in removal of epididymal water, resulting in creation of microenvironment for sperm maturation and concentration of sperms. Nandrolone decanoate (ND) is a synthetic anabolic-androgenic steroid, which is used to treat clinical diseases and improve physical ability and appearance. Even though it is well determined that the ND causes the male infertility by affecting the testis, little is known the effect of the ND on the epididymis. The present study was focused to examine the effect of ND at different treatment doses and periods on expression of Aqp1 and Aqp9 genes in the epididymis of pubertal rats. Results showed that mRNA expression of Aqp1 and Aqp9 genes among the parts of the epididymis was differentially regulated by ND treatment doses. In addition, treatment periods of ND caused differential expression of Aqp1 and Aqp9 mRNAs among segments of the epididymis. Therefore, it is believed that male infertility induced by ND could be resulted not only from malfunction of the testis but also from aberrant gene expression of Aqp1 and Aqp9 in the epididymis.

Aquaporins (AQPs)는 수분통로단백질로서 세포막에서 수분 또는 글리세롤의 수동수송에 관여한다. 현재까지 13종의 AQPs (AQP0-12)가 알려져 있으며, 이 중 AQP9은 수분통로뿐만 아니라 선택적 중성용질통로로도 작동한다. 정소에서 AQP9은 Leydig cell에서 발현하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 정소에서 AQP9의 역할을 알아보기 위해 생쥐 정소에서 생후 발달에 따른 AQP9의 발현과 human chorionic gonadotropin (hCG)에 의한 조절에 대하여 조사하였다. 생쥐 정소에서 AQP9 mRNA와 단백질은 2주령부터 발현하였고, 4주령부터 발현량이 급격히 증가하였다. Laser captured microdissection (LCM)을 이용하여 interstitial cell에서 AQP9 mRNA 발현을 분석한 결과, 1주령까지 낮은 발현을 보였고, 이후 발현량이 점진적으로 증가하였다. Immunohistochemistry로 AQP9을 염색한 후 quantitative image analysis를 시행한 결과, 2주령까지 Leydig cell에서 약한 immunoreactivity를 보이다가 4주령부터 세포 크기의 증가와 함께 강한 immunoreactivity를 보였다. Double immunofluorescence로 AQP9과 3β-HSD를 염색한 결과, 미성숙 정소에 비해 성체 정소의 Leydig cell에서 immunoreactivity가 유의적으로 증가하였다. 3주령 수컷 생쥐에 hCG를 주사한 후 정소에서 AQP9 mRNA 발현을 분석한 결과, 발현량이 증가하였으며, adult Leydig cells primary culture를 진행하면서 hCG를 처리한 결과, steroidogenic enzyme 유전자들의 mRNA 발현이 증가하면서 AQP9 mRNA 발현도 증가하였다. 따라서 Leydig cell에서 AQP9은 luteinizing hormone (LH)에 의해 조절되어 수분 및 중성용질을 수송함으로써 steroidogenesis 과정에서 세포 부피의 조절에 관여하는 것으로 사료된다. 흰쥐를 이용한 선행연구들과는 달리 본 연구에서는 세정관내에서도 AQP9이 발현하는 것을 확인하였다. 정소 내 세정관을 분리하여 AQP9 mRNA 발현을 분석한 결과, 2주령부터 mRNA가 발현하는 것이 확인되었고, 이후 발현량이 점진적으로 증가하였다. 또한 LCM을 이용하여 성체 정소의 세정관에서 AQP9 mRNA가 발현하는 것을 확인하였다. Double immunofluorescence로 AQP9과 claudin-11을 염색한 결과, Sertoli cell들간의 밀착결합 (tight junction)에서 함께 발현하는 것을 확인하였다. 따라서 Sertoli cells 사이의 AQP9은 수분 및 중성용질의 통로로 작동하여 이들이 혈액정소장벽 (blood testis barier)을 통과할 수 있게 하는 것으로 사료된다.

Antral formation and growth during folliculogenesis are fundamental step for accomplishment both the development and extrusion of competent oocyte. Although it has been suggested that aquaproteins (AQPs) may mediate in fluid pass into the antral cavity of the follicle, many parts are still unmasked. In this study, we examined the role of AQP9 in ovulation using in vitro follicle culture system and siRNA. Expression level of AQP 9 mRNA was dramatically increased from 24 hr and kept until 56 hr (8 hr post hCG injection) after eCG injection. AQP9 mRNA level was mostly high in the theca cells of tertiary follicles and preovulatory follicles compared with granulosa cells. The healthy follicles were isolated using sharp needles at 12 hr post eCG injection (3 wks old CD-1 mice). AQP9 specific siRNAs were transfected into the theca cells with lipofectamin 2000 for 24 hr and 36 hr. After 6 hr of hCG administration into the medium, we measure the diameter of the follicles. The number of ovulated oocytes was counted at 16 hr of hCG. The follicle size was increased more than 30% in control compared with that of AQP9 siRNA treatment group. On the other hand, the ovulation rate was dramatically decreased by suppression of AQP expression (41% vs 15% respectively in control and siRNA). At eCG 48 hr, we cannot find any ovulation marker changed in siRNA treatment group. From these results, we know that AQP9 accelerates the antral growth and ovulation.

Aquaporin은 막관통 통로 단백질(transmembrane channel protein)로서, 삼투압의 농도구배에 따라 세포막을 가로질러 물분자를 이동시키는 기능을 하고 있다. 포유류 초기배아에서 포배강 형성은 영양외배엽세포에서 ATPase에 의한 이온 농도 구배가 형성되면 auqaporin에 의해 물이 포배강으로 유입되면서 이루어진다. 본 연구에서는 생쥐 초기배아에서 반정량적인 역전사 중합효소 연쇄반응 방법(semi-quantitative RT-

Aquaporin (AQP) family protein은 일종의 수분 전달 통로 역할을 하는 단백질로 AQP를 통한 수분의 조절은 삼투압을 통한 물의 이동과 함께 조직내 정상적인 수분의 상성 유지에 필수적이다. 현재까지 11종의 AQP이 신장·뇌·정소·안구 등에서 발현이 확인되었다. AQP9은 물 뿐 아니라 carbamide, polyol, purine, pyrimidine, urea, glycerol 등의 이동에 관여한다. 본 연구에서는 생쥐에서 출생