The process of spontaneous abortion involves a complex mechanism with various cytokines, growth factors, and hormones during the pregnancy. However, the mechanism underlying spontaneous abortion by pro- and antiinflammatory cytokines in the serum during the pregnancy is not fully understood. Therefore, the purpose of this study was to examine the relationship between the serum levels of pro- and anti-inflammatory cytokines and spontaneous abortion using the CBA/j × DBA/2 mouse model. Serum levels of pro-inflammatory cytokines, such as IFN-γ, IL-1α and TNF-α were not increased in abortion model mice, but anti-inflammatory cytokines, such as IL-4, IL-13 and IL-1ra were decreased compared to normal pregnant mice. In addition, serum levels of chemokine, such as SDF-1, G-CSF, M-CSF, IL-16, KC and MCP-1 were decreased in abortion model mice compared to normal pregnant mice. However, the expression levels of nesfatin-1/NUCB2 mRNA and protein in the uteri of implantation sites were significantly higher in abortion model mice than normal pregnant mice. These results suggest that uterine nesfatin-1/NUCB2 expression may be down-regulated by inflammatory cytokines and chemokines in the serum of pregnant mice. Moreover, this study suggests the possibility that nesfatin-1/NUCB2 expressed in the implantation sites may be associated with the maintenance of pregnancy.

The pregnancy and abortion process involves a complex mechanism with various immune cells present in the implantation sites and several hormones associated with pregnancy, such as leptin, ghrelin and nesfatin-1. However, the mechanism underlying spontaneous abortion by maternal T helper 17 (Th17) present in the implantation sites and nesfatin-1, which is of anorexigenic hormones, is not fully understood so far. Therefore, the purpose of this study was to examine the possible roles of Th17 cells present in the implantation sites and nesfatin-1 expressed in the uterus on spontaneous abortion using the CBA/j × DBA/2 mouse model. Th17 transcription factor, ROR-γt mRNA expression was significantly increased in the abortion sites compared with the implantation sites of abortion model mice on day 14.5 and 19.5 of pregnancy. In addition, the expression levels of IL-17A mRNA were significantly higher in abortion sites than in implantation sites on day 14.5 and 19.5. Moreover, the nesfatin-1/NUCB2 protein and mRNA levels were increased in abortion sites compared with levels in implantation sites of both normal pregnant and abortion model mice on day 14.5 of pregnancy. Interestingly, nesfatin- 1/NUCB2 serum levels were not changed throughout the whole pregnancy in abortion model mice, but its serum level was dramatically increased on day 14.5, and then rapidly decreased on day 19.5 in normal pregnant mice. In this study, we showed for the first time the expression of nesfatin-1/NUCB2 mRNA and protein in implantation sites during pregnancy. The present results suggest that Th17 cells in the uterus may play an important role in the period of implantation and for maintenance of pregnancy. Furthermore, the present results suggest that Th17 cells in implantation sites may be a key regulator for maintenance of pregnancy and provides evidence that activation of these cells may be regulated by nesfatin-1/NUCB2. Further study is needed to elucidate the role of nesfatin-1 expressed in the uterus during pregnancy.

Nesfatin-1, an anorexic nucleobindin-2 (NUCB2)-derived hypothalamic peptide, controls appetite and energy metabolism. Recent studies show that nesfatin-1/NUCB2 is expressed not only in the brain but also in gastric and adipose tissues. Thus, we investigated the distributions of nesfatin-1/NUCB2 in various tissues of male and female mice by real-time PCR, western blotting, and immunohistochemical staining. Real-time PCR analyses showed that NUCB2 mRNA was predominantly expressed in the pituitary and at lower levels in the hypothalamus, spleen, thymus, heart, liver, and muscle of both male and female mice. Expression was much higher in reproductive organs, such as the testis, epididymis, ovary, and uterus, than in the hypothalamus. Western blot analysis of the nesfatin-1 protein level showed similar results to the real-time PCR analyses in both male and female mice. These results suggest that nesfatin-1/NUCB2 have widespread physiological effects in endocrine and non-endocrine organs. In addition, immunohistochemical staining revealed that nesfatin-1 was localized in interstitial cells, including Leydig cells and in the columnar epithelium of the epididymis. Nesfatin-1 was also expressed in theca cells and interstitial cells in the ovary and in epithelial cells of the endometrium and uterine glands in the uterus. These results suggest that nesfatin-1 is a novel potent regulator of steroidogenesis and gonadal function in male and female reproductive organs. Further studies are required to elucidate the functions of nesfatin-1 in various organs of male and female mice.

Nesfatin-1/NUCB2, which is associated with the control of appetite and energy metabolism, was reported for the first time to be expressed in the hypothalamus. However, recent studies have shown that nesfatin-1/NUCB2 was expressed not only in the hypothalamus, but also in various tissues including digestive and reproductive organs. We also demonstrated that nesfatin-1/NUCB2 was expressed in the reproductive organs, pituitary gland, heart, lung, and gastrointestinal tract of the adult mouse. However, little is known about nesfatin-1/NUCB2 expression in fetal and neonatal mice. Therefore, we examined here the distribution of nesfatin-1/NUCB2 in various organs of fetal and neonatal mice and compared them with the distribution in adult mice. As a result of immunohistochemical staining, nesfatin-1/NUCB2 protein was expressed relatively higher in the lung, kidney, heart, and liver compared to other organs in the fetus. Western blot results also showed that nesfatin-1/NUCB2 protein was detected in the lung, kidney, heart, and stomach. Next, we compared the expression levels of nesfatin-1/NUCB2 mRNA in the fetus and neonate with the expression levels in both male and female adult mice. The expression levels in heart, lung, stomach, and kidney were higher compared with other organs in fetal and neonatal mice and in both male and female adult mice. Interestingly, the expression of nesfatin-1/NUCB2 mRNA in the kidney was dramatically increased in male and female adult mice compared to fetal and neonatal mice. These results indicate that nesfatin-1/NUCB2 may regulate the development and physiological function of mouse organs. In the future, we need more study on the function of nesfatin-1/NUCB2, which is highly expressed in the heart, lung, and kidney during mouse development.

식욕조절과 신진대사에 관여하는 것으로 알려진 nesfatin-1/NUCB2는 시상하부 이외에 지방조직, 소화기관 및 생식기관에서도 발현되는 것이 보고되었다. 최근 본 연구실에서는 생쥐의 난소와 자궁에서 nesfatin-1/NUCB2가 발현되고, 생식주기에 따른 발현 양상이 다르다는 결과를 얻으면서 nesfatin-1/ NUCB2가 생식기능과 임신에 영향을 미칠 가능성을 제시했다. 그러나 현재까지 임신 유지와 배아 발달에 절대적으로 요구되는 태반에서 nesfatin-1/NUCB2가 발현되는 지 확인 된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 먼저 생쥐의 태반에서 nesfatin-1/NUCB2의 발현을 확인하고, 아울러 임신기간 동안 태반에서 nesfatin-1/ NUCB2 발현량의 변화를 조사하고자 하였다. 먼저 qRT-PCR과 Western blot 방법으로 nesfatin-1/ NUCB2 발현을 조사한 결과, 다른 기관에 비해 태반에서 다량으로 nesfatin-1/NUCB2가 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 아울러 면역조직화학적 염색 방법으로 태반에서 nesfatin-1 단백질을 발현하는 세포와 nesfatin-1 단백질이 결합할 수 있는 수용체를 가진 세포를 확인할 수 있었다. 또한, 태반에서 생산, 분비되는 nesfatin-1 단백질은 임신기간 중에 모체의 신진대사와 배아 발달에 영향을 미칠 것으로 판단하여 임신기간에 따른 태반에서의 nesfatin-1/NUCB2 발현량을 조사하였다. 이를 위하여 임신 5, 10, 15, 19일째 생쥐에서 태반을 적출하여 Western blot과 qRT-PCR 방법으로 nesfatin-1/NUCB2 발현량을 조사한 결과, 임신중기에 증가하다가 말기에 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때 임신에 의해 새롭게 형성된 태반에서 다량으로 생산, 분비되는 nesfatin-1은 임신기간 중에 모체의 식욕조절과 신진대사에 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료되며, 또한 배아와 태자 내 여러 장기에서 nesfatin-1 단백질의 결합 부위를 확인한 본 연구 결과를 고려해 볼 때, 태반에서 분비된 nesfatin-1이 혈관을 통해 배아와 태자에 전달됨으로써 생쥐 초기 발생과 성장 단계에서 중요한 역할을 할 것으로 보인다.

식욕조절과 신진대사에 관여하는 것으로 알려진 nesfatin-1/NUCB2는 시상하부 이외에 지방조직, 소화기관 및 생식기관에서도 발현되는 것이 보고되었다. 본 연구실에서도 nesfatin-1/NUCB2의 발현을 전 장기에서 조사한 결과, 뇌하수체, 심장, 폐, 소화기관 및 생식기관에서 다량 발현하고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 nesfatin-1/NUCB2가 체내 주요 장기의 발달 및 생리적 기능 조절에 관여할 가능성을 제시하고 있다. 이에 본 연구에서는 생쥐를 대상으로 배아에서 성체로 성장하는 동안 장기 내 nesfatin-1/NUCB2 발현 변화를 조사함으로써 nesfatin-1/NUCB2 발현과 장기의 발달과 어떤 연관성을 가지고 있는 지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 생쥐 태자, 신생쥐, 성체 생쥐에서 성장에 따른 nesfatin-1/NUCB2의 발현 양상을 면역조직화학적 염색, qRT-PCR과 western blot 방법으로 조사하였다. 먼저 생쥐 태자에서 nesfatin-1/NUCB2 단백질 발현을 면역조직화학적 염색으로 확인한 결과, 뇌, 심장, 폐에서 다량 발현되는 것을 확인하였다. 또한, FITC-conjugated nesfatin-1을 이용하여 nesfatin-1 결합 부위를 확인한 결과에서도 nesfatin-1 발현 부위와 유사하게 뇌, 심장, 폐에서 염색되는 것을 확인할 수 있었다. qRT-PCR과 western blot 방법으로 신생쥐와 성체 생쥐 내 다양한 장기에서 nesfatin-1/NUCB2 발현량을 조사한 결과, 신생쥐에서는 다른 장기에 비해 심장과 폐에서 nesfatin-1/NUCB2 발현량이 높았으나, 성체로 성장하면서 발현량이 감소하는 경향을 보였다. 흥미롭게도 신생쥐의 신장에서는 nesfatin-1/NUCB2 발현이 거의 되지 않다가 성체가 되면서 다량 발현하는 양상을 보였다. 한편, 성체 생쥐의 신장에서 암컷과 수컷 사이의 nesfatin-1/NUCB2 발현 양상은 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 발생 초기에는 nesfatin-1/NUCB2의 발현이 신진대사에 필수적인 심장과 폐에서 많이 발현하고, 성장하면서 배설에 관여하는 신장에서 다량 발현하는 것으로 보아 nesfatin-1/NUCB2가 생쥐 성장 단계에서 특이적으로 장기의 발달과 생리적 기능을 조절할 수 있을 것으로 사료된다. 앞으로 심장, 폐 및 신장에서 다량으로 발현하고 있는 nesfatin-1/NUCB2가 어떤 기능을 가지고 있는 지 알아보기 위한 더 많은 연구가 요구된다.

Nesfatin-1 is a recently discovered anorexigenic peptide which is distributed in several brain areas implicated in the feeding and metabolic regulation. Recently, it has been reported that nesfatin-1 is expressed not only in brain, but also in peripheral organs such as digestive organs, adipose tissues, heart, and reproductive organs. Nesfatin-1 is markedly expressed in the pancreas, stomach and duodenum. Eventually, the nesfatin-1 expression in the digestive organs may be regulated by nutritional status, which suggests a regulatory role of peripheral nesfatin-1 in energy homeostasis. Nesfatin-1 is also detected in the adipose tissues of humans and rodents, indicating that nesfatin-1 expression in the fat may regulate food intake independently, rather than relying on leptin. In addition, nesfatin-1 is expressed in the heart as a cardiac peptide. It suggests that nesfatin-1 may regulate cardiac function and encourage clinical potential in the presence of nutrition-dependent physio-pathologic cardiovascular diseases. Currently, only a few studies demonstrate that nesfatin-1 is expressed in the reproductive system. However, it is not clear yet what function of nesfatin-1 is in the reproductive organs. Here, we summarize the expression of nesfatin-1 and its roles in brain and peripheral organs and discuss the possible roles of nesfatin-1 expressed in reproductive organs, including testis, epididymis, ovary, and uterus. We come to the conclusion that nesfatin-1 as a local regulator in male and female reproductive organs may regulate the steroidogenesis in the testis and ovary and the physiological activity in epididymis and uterus.

시상하부에서 생성되는 nesfatin-1/NUCB2가 음식물 섭취와 에너지 대사를 조절한다는 것이 보고된 이후로, 최근 생쥐의 난소와 자궁에서도 다량의 nesfatin-1/NUCB2가 발현된다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 그러나 생식기관에서 nesfatin-1/NUCB2 발현이 어떻게 조절되는지는 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 생쥐의 생식기관 중 자궁에서 nesfatin-1/NUCB2 발현이 어떠한 경로를 통하여 조절되는지를 알아보고자 난소를

Nesfatin-1/NUCB2, which is secreted from the brain, is known to control appetite and energy metabolism. Recent studies have been shown that nesfatin-1/NUCB2 was expressed not only in the brain, but it was also expressed in the gastric organs and adipose tissue. However, little is known about the expression of nesfatin-1/NUCB2 in the male reproductive system. Therefore, we examined whether the nesfatin-1/NUCB2 and its binding site exists in the male reproductive organs. Nesfatin-1/NUCB2 mRNA and protein were detected in the mouse testis and epididymis by PCR and Western blot analysis. As a result of the immunohistochemistry staining, the nesfatin-1 protein was localized at the interstitial cells and Leydig cells in the testis. Nesfatin-1 binding sites were also displayed at boundary cells in the tunica albuginea. Furthermore, in order to examine if the expression of nesfatin-1/NUCB2 mRNA in the testis and epididymis were affected by gonadotropin, its mRNA expression was analyzed after PMSG administration into mice. NUCB2 mRNA expression levels were increased in both of the testis and epididymis after PMSG administration. These results demonstrated for the first time that nesfatin-1 and its binding site were expressed in the mouse testis and epididymis. In addition, nesfatin-1/NUCB2 mRNA expression was controlled by gonadotropin, suggesting a possible role of nesfatin-1 in the male reproductive organs as a local regulator. Due to this, further study is needed to elucidate the functions of nesfatin-1 on the male reproductive system.

최근 시상하부에서 생성되는 nesfatin-1/NUCB2가 섭식과 에너지 대사를 조절한다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 본 연구에서는 이러한 단백질이 생쥐의 생식기관에서도 발현을 하는지, 그리고 그 수용체가 생식기관 내에 존재하는 지를 확인함으로써 nesfatin-1이 생식기능에 미칠 수 있는 가능성을 알아보고자 하였다. 암컷 생쥐에서 난소와 자궁을 획득하여 conventional PCR 방법으로 NUCB2 mRNA 발현을 조사하였고, real-time PCR 방법으로 상대적인 NUCB2 mRNA 발현량을 비교 분석하였다. 난소 내 nesfatin-1 단백질의 발현 위치를 조사하기 위하여 nesfatin-1 항체를 이용한 면역조직화학염색법을 수행하였으며, biotin conjugated nesfatin-1을 이용하여 nesfatin-1 결합 부위를 확인하였다. 또한 생식소 내 NUCB2 mRNA 발현이 성선자극호르몬에 의해 영향을 받는지 알아보기 위해 PMSG 투여 후 NUCB2 mRNA 발현량을 조사하였다. 실험 결과, 생쥐의 난소와 자궁에서 확인된 NUCB2 유전자가 시상하부에서 만큼이나 많은 양이 발현되고 있었다. 면역조직화학적 염색 결과, nesfatin-1 단백질은 협막세포와 대부분의 기질세포에서 발현되었고, 일부 황체세포에서도 발현이 확인되었다. 반면, 난포 내 과립세포에서는 발현되지 않았으나, 특정 난포 내 난자에서는 발현됨을 확인하였다. 한편, nesfatin-1 단백질의 결합 부위는 난소 백막 주위의 기질세포와 협막세포에서 관찰되었다. 또한 PMSG 투여 후 난소와 자궁에서 NUCB2 mRNA의 발현이 유의하게 증가함을 확인하였다. 이상의 결과에서 난소 내 nesfatin-1 단백질의 발현과 그 결합 부위의 존재는 nesfatin-1이 뇌에서 뿐만 아니라 생식기관에서도 국부조절인자로써 중요한 역할을 할 것으로 사료되며, 앞으로 생식기관에 미치는 nesfatin-1의 역할을규명하기위한더많은연구가필요하다고판단된다.