혈액-정소 장벽 형성과 정소 내 밀착결합 유전자 발현 및 조절

Abstract

정소의 세정관 외곽에 존재하는 Sertoli cell 사이에 형성되는 밀착결합은 혈액정소 장벽을 형성하여 정자형성 과정에 요구되는 세정관 내부의 독특한 환경을 조성한다. 밀착결합은 occludin, claudin 등의 integral membrane protein과 ZO-1 등의 plaque protein으로 구성되며 세포질 내부로 세포질골격 및 다양한 신호전달 분자와 복합체를 형성하고 있으므로 다양한 세포 내외부의 신호에 반응하여 그 구조와 기능이 역동적으로 조절된다. 본 연구에서는 생쥐 정소의 발달과정 동안 밀착결합 유전자 3종 (occludin, claudin-1, -11)의 발현을 추적하였으며 in vitro model을 통해 interstitial cell (주로 Leydig cell)과의 상호작용이 Sertoli cell 밀착결합 유전자의 발현 및 기능적 지표인 transepithelial electrical resistance (TER)에 미치는 영향을 조사하였다. 임신 18일 (GD18) 및 생후 4, 8, 12, 16, 20, 24, 70일 령의 수컷 생쥐의 고환조직에서 occludin, claudin-1, claudin-11의 발현을 조사하였다. Total RNA를 역전사하여 cDNA를 합성하고 최적의 PCR cycle 수를 결정한 후 이에 근거하여 RT-PCR을 수행하였다. 한편 미성숙 생쥐 (2주령)의 고환을 절편에 collagenase, DNAse, trypsin을 처리하여 Sertoli cell을 분리하여 cell culture plate에 접종한 후 bottom well에 interstitium (Leydig cell)을 배양하였다. 배양 기간 동안 TER의 변화를 추적하였고 종료된 Sertoli cell로부터 claudin-11의 발현을 조사하였다. Occludin은 GD18 정소에서 발현되었으며 신생기에 발현이 증가하기 시작하여 12일에 정점에 달한 후 감소하였다. Claudin-1은 GD18에 다량 발현되었으며 출생 후 계속 증가하여 12일령에 정점에 달한 후 점차 감소하였다. 반면 claudin-11은 GD18에 거의 발현되지 않았으며 출생 후에 미량이 발현되다가 서서히 증가하여 생 후 20일령에 이르러 정점을 보이고 이후 서서히 감소하였다. 이들 유전자의 발현이 출생 후 증가하다가 성체에서 감소하므로 전체적인 발현정도는 정소 내 Sertoli cell의 증식에 비례함을 알 수 있었으나 TJ 유전자들의 시간적 발현 양상에는 차이가 있으므로 정소 발달 과정에서 Sertoli cell에서 일어나는 밀착결합 유전자 발현은 차등적으로 조절되며 특히 claudin-11의 발현은 사춘기 직전에 완성되는 기능적 혈액-정소 장벽의 형성에 매우 중요한 요인으로 사료된다. 공배양 상태의 Sertoli cell의 delta TER값이 유의하게 높았으며 이때 claudin-11의 발현 또한 높았다. 따라서 세정관의 분화 단계에서 interstitium 기원된 확산가능 인자가 Sertoli cell 사이의 paracellular barrier의 기능을 강화하며 혈액-정소 장벽의 구조와 기능조절에 중요한 요인으로 사료된다. Sex steroid 및 정소내 국부조절인자들에 의한 TJ 유전자 발현의 조절에 대한 연구는 혈액-정소 장벽의 발달에 대한 정교한 이해를 가능케 할 것이다.