Expression Analysis of Glutathione Peroxidase Genes in the Stage-Specific Seminiferous Tubules of Mice Excised by a Laser Capture Microdissection

The seminiferous epithelium, with its division into 12 spermatogenic stages in the mouse, is a very complex tissue. Glutathione peroxidase (GPx) is a representative antioxidant enzyme that is capable of reducing organic hydroperoxides to their corresponding hydroxyl compounds utilizing glutathione and is related to the mammalian spermatogenesis. In this study, a real-time PCR was performed in the stage-specific seminiferous tubules of mouse testes excised by a laser capture microdissection (LCM) in order to quantitate the expression levels of a series of GPx genes including cytosolic GPx (cGPx), gastrointestinal GPx (GI-GPx), plasma GPx (pGPx), and phospholipid hydroperoxide GPx (PHGPx). Frozen sections (10 ${\mu}m$) were obtained from normal adult mouse testes. LCM was used to capture all the cells that were grouped into stages I-V, VII-VIII, and IX-XI in cross-sections of seminiferous tubules. The expression level of PHGPx mRNA was remarkably higher than those of other GPx mRNAs in mouse testes. During spermatogenesis, the expressions of GI-GPx, pGPx, and PHGPx mRNAs were highest on stages VII-VIII, began to decrease after stage XI, and showed a lowest level on stage I-V. However, the expressions of cGPx mRNA were highest on stages VII-VIII, and showed a lowest level on stage XI-XI. These findings indicate that GPx genes are expressed differentially on mouse spermatogenesis and also LCM can be an useful tool in cellular quantitative analysis of testes.

Laser Capture Microdissection으로 절제된 마우스의 특정 단계별 정세관에서 Glutathione Peroxidase 유전자의 발현 분석

정세관은 매우 복잡한 조직으로 마우스의 정자 발생 과정은 12단계로 구성되어 있다. Glutathione peroxidase(GPx)는 glutathione을 이용하여 과산화물(hydroperoxide)을 환원시키는 대표적인 항산화효소로서 포유류 정자 발생 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 laser capture microdissection(LCM)을 이용하여 마우스 정소에서 발생 단계별로 정세관을 채취하여 real-time PCR로 cytosolic GPx(cGPx), gastrointestinal GPx(GI-GPx), plasma GPx(pGPx) 및 phospholipid hydroperoxide GPx(PHGPx)와 같은 GPx family 유전자의 발현 정도를 비교분석하였다. 동결절편(10 ${\mu}m$)은 정상 성숙 마우스의 정소를 사용하였다. LCM 방법으로 정세관의 단면을 I~V, VII~VIII, IX~XI 단계로 구별하여 채취하였다. PHGPx mRNA의 발현은 다른 GPx mRNA보다 정소에서 현저하게 높게 발현되었다. 정자 발생 단계에서 GI-GPx, pGPx 및 PHGPx의 mRNA는 VII~VIII 단계에서 가장 높았고 XI 단계 이후에 감소되었으며, I~V 단계에서 가장 낮은 발현을 보였다. 그러나, cGPx mRNA는 VII~VIII 단계에서 가장 높았고, XI~XI 단계에서 가장 낮은 발현을 보였다. 본 연구 결과, GPx family 유전자는 정자 발생 단계에서 서로 다르게 조절되며, LCM 방법은 정소세포의 정량 분석에서 유용하게 사용될 것으로 사료된다.