Epigenetic Responses Programmed by Prenatal Stress : $F_1$ Male Rat Model

출생 전 스트레스에 의해 프로그램된 후생학적 반응 : $F_1$ 수컷 흰쥐 모델

The efficient strategies to cope with unpredictable and/or harmful environmental changes have been developed by every organism in order to ensure its survival and continuity of it's own species. As a results, all living things on earth maintain dynamically internal stability via a process termed 'homeostasis' among physiological parameters despite of external environment changes. Stress is an emotional and physical response to threat homeostasis. Stress may have not only transient but rather permanent effect on the organism; recent evidence clearly show that prenatal stress could organize or imprint permanently physiological systems without any change in genetic codes, a process known as 'epigenetic programming'. In this review, a series of reproduction-associated events occurred in prenatally stressed male rats such as alteration in the structure of sexually dimorphic brain regions, modification of neurotransmitter metabolism, changes in reproductive endocrine status, and finally, disorders of sexual behavior will be introduced. The fetal brain is highly sensitive to prenatal programming and glucocorticoids in particular have powerful brain-programming properties. The chronic hyperactivation of fetal brain by maternal stress-induced glucocorticoid input will provide new program via increasing the neuroplasticities. This 'increased neuroplasticities' will be the basis for the 'increased phenotypic plasticities' rendering the organism's better adaptation to environmental challenges. In conclusion, organism who experienced 'harsh' environment in his fetal life seems to give up a certain portion of reproductive competence to make good chance of survival in his future life by epigenetic (re)programming.

지구상의 모든 생명체들은 자신의 생존과 종의 영속성을 보장하기 위해 우호적이지 않은 환경 변화에 대응하기 위한 효과적인 전략을 발전시켜왔다. 그 결과, 생명체들은 환경요인들의 변화에도 불구하고 체내 생리적 환경의 역동적인 평형, 즉 항상성(homeostasis)을 유지해 나간다. 스트레스는 항상성을 위협하는 정서적 그리고 물리적 반응이다. 스트레스는 일시적일 뿐만 아니라 거의 영구적인 영향을 개체에 줄 수 있는데, 특히 출생전 스트레스는 유전 코드의 변경없이 성체의 기능과 구조를 바꿀 수 있는 '후생학적 프로그래밍'을 할 수 있음이 최근의 연구들에 의해 알려졌다. 본 논문에서는 출생 전 스트레스를 받은 수컷 흰쥐에서 나타나는 생식과 연관된 일련의 사건들, 예를 들어 성적 이형현상을 보이는 뇌 지역의 변화, 신경전달물질 대사의 수정, 생식내분비 상태의 변화, 그리고 마지막으로 성행동의 이상들을 소개한다. 태아의 뇌는 출생전 프로그래밍에 극히 민감한데, 특히 글루코코티코이드는 강력한 뇌-프로그래밍 능력을 갖고 있다. 모체 스트레스에 의해 유도된 글루코코티코이드 입력에 의한 태아 뇌의 지속적인 과도 활성은 신경 가소성을 증가시키는 새로운 프로그램을 제공할 것이다. 그리고 증가한 신경 가소성은 환경 도전 속에서 개체가 더 잘 적응하도록 하는 증가된 표현형의 가소성에 대한 기초가 될 것이다. 결론적으로, '혹독한' 환경을 태아기에 경험한 개체는 미래에 자신의 생존 가능성을 높이기 위해 번식능력을 일부 포기하도록 후생학적으로 (재)프로그램하는 것으로 추정된다.