생쥐 정소에서 Cannabinoid 수용체의 발현 및 조절

Abstract

현대사회에서 다양한 마약의 사용이 팽창하고 있으며 다양한 신체적, 정신적 부작용을 양산하고 있다. 한편 대마초등의 마약사용에 따른 생식능력의 변화는 주요한 연구대상이었다. 최근 Cannabinoid 수용체 유전자의 구조 및 신호전달에 대한 이해가 확장되면서 다양한 기관 및 조직에서 천연 및 합성 cannabinoid 및 생체내 cannabinoid인 anandamide에 의한 생식능력의 변화에 대한 분자수준의 연구가 활발하였다. 본 연구는 cannabinoid가 남성생식능력의 변화에 미치는 영향을 분자수준에서 규명하기 위한 연구의 일환으로 정소에서 그 수용체의 발현 및 발현 조절을 조사하였다. Cannabinoid 수용체는 뇌에서 주로 발현되는 CB1 receptor와 면역계에서 주로 발현되는 CB2 receptor 2가지가 있으며 7개의 막관통부위를 갖는 전형적인 GPCR이다. CB1 receptor는 G(i/o)-proteins과 결합하여 G(i/o)-coupled receptor를 통한 신호전달을 억제할 뿐만 아니라 Na+/H+ exchanger를 활성화시키며, N-type Ca++ channel을 조절한다. CB1을 경유한 만성적인 agonist 처리 시 adenylate cyclase (AC)활성이 증가하는 AC superactivation이 관찰되며 마약중독에 관련된다. 한편 생체 내에 존재하는 cannabinoid의 일종인 anandamide는 CB1과 결합하여 남성생식기능에 조절 작용을 한다. 본 연구에서는 생쥐에서 출생 후 성체에 이르는 동안 정소 내 CB1 발현의 변동을 조사하였다. 1, 2, 4, 8주령의 정소로부터 RT-PCR 및 real time PCR 법으로 CB1 mRNA의 발현을 분석한 결과 1, 2주령에서는 미약하게 발현되었고 4주령부터 발현량이 급격히 증가하여 성체와 큰 차이가 없었다. Semiquantitative RT-PCR 법과 real time PCR 법을 비교할 때 주령별 발현 양상은 유사하였으나 4주령과 성체에서는 두 시험법 사이에 양적 차이가 있었다. 면역조직화학염색 결과 Leydig cell에서 강한 발현이 확인되었고 Sertoli cell 및 germ cell에서도 미약한 신호를 검출하였다. Western blot 상에서 분자량 60 및 53 kDa의 항원이 검출되었으며 발현 양상은 mRNA와 유사하였다. 따라서 정소에서 발현되는 CB1의 경우 post-translation 수준의 변형이 수반되는 것으로 사료되며 이러한 생화학적 변화와 CB1의 기능과의 연관성은 추후 연구되어야 할 것이다. 정소의 발달 과정에서 fetal 및 adult type Leydig cell이 출현하며 이들 사이에는 LH 수용체 등을 포함한 다양한 기능적 유전자 발현 및 스테로이드 생성 활성의 차이가 존재한다. 따라서 adult type Leydig cell에서 LH 수용체 신호전달을 통한 Leydig cell의 steroidogenesis 또는 생성된 steroids의 분비 활성 등에 CB1을 통한 조절 가능성이 있는 것으로 추측된다. 성체의 정소로부터 분리한 Leydig cell-enriched culture에 hCG를 처리한 결과 배양체의 CB1의 발현이 소폭 증가 증가하였으며, 3주령 미성숙 개체에 hCG를 주사한 후 3일 경과 시 CB1의 발현이 증가하였다. 이들 정소 조직 절편 상에서 Leydig cell에서 CB1 신호가 강하게 증가하므로 LH는 Leydig cell에서 CB1의 발현을 증가시키는 것으로 사료된다. 따라서 CB1은 LH에 의한 Leydig cell 기능의 강화에 대한 억제신호전달 기구로 작용하는 것으로 사료된다. 향 후 Leydig cell에서 일어나는 LH 수용체 하위 신호전달 체계에서 CB1 신호전달과의 cross talk 수준에서 마리화나 흡연에 의한 정소의 내분비학적 기능의 변동을 설명할 수 있을 것이다.