• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제23권3호
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• pp.247-268
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• 1996

여포와 난포의 성숙, 배란과 착상, 임신의 유지와 태아의 성장 발달, 분만 및 유선발육과 비유 등 일련의 생식현상에서 있어서 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용이 중추적인 역할을 한다는 사실은 오래 전부터 알려져왔다. 그러나 이러한 일련의 현상에 고전적인 호르몬 외에도 다수의 성장인자가 관여되고 있음이 최근의 연구 결과 밝혀지고 있다. 생식기관에서 성장인자들은 대부분 autocrine/paracrine mode로 작용하여, 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용을 매개하거나 이들 호르몬 등과 교호적인 작용(synergy)을 한다. 생식기관 내 insulin-like growth factor(IGF) system은 최근 가장 활발히 연구된 분야 중의 하나로 생식현상의 전반에 걸쳐 중요한 역할을 하고 있음이 밝혀졌다. 본 지면에서는 IGF system에 관한 개괄적인 정보를 소개하고 현재까지 보고된 intrauterine IGF system에 관한 연구를 요약하고자 한다. IGF family는 IGF-I과 IGF-II ligands, 두종류의 IGF receptors(수용체), 그리고 지금까지 발견된 6종류의 IGF-binding proteins(IGFBPs)로 이루어져 있다. IGF-I과 IGF-II는 proinsulin과 상동한 구조를 가진 peptide로서 포도당과 아미노산 운반을 자극하는 등 insulin과 유사한 작용을 한다. 이 외에도 IGFs는 세포분열촉진제(mitogens)로서 여러 형태의 세포에 걸쳐 세포증식을 자극하고, 세포의 분화(differentiation)과 세포기능의 발현에 관여한다. IGFs는 간과 주로 messenchymal cells에서 발현되어 endocrine mode는 물론 autocrine/paracrine mode로 거의 모든 조직에 작용한다. IGF 수용체는 두종류가 알려져 있는데 type I IGF receptor는 tyrosine kinase로서 IGF-I과 IGF-II에 공히 high-affinity를 나타내고, 상기한 대부분의 IGFs의 작용을 매개한다. Type II IGF receptor 혹은 IGF-II/mannose-6-phosphate receptor는 두개의 서로 다른 binding sites를 가지고 있는데 IGF-II binding site는 IGF-II에만 high-affinity를 나타낸다. Type II IGF receptor의 주요 역할은 IGF-II를 lysosomal targeting하여 ligand를 파괴하는데 있다. 체액 속의 IGFs는 대부분 IGFBP에 결합되어 있다. IGFBPs는 IGF의 저장/운반체 혹은 IGF 작용을 조절하는 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 개개 IGFBP의 역할에 대해서는 지극히 제한된 정보만이 알려져 있다. IGFBPs의 IGF ligands에의 affinity는 IGF receptors의 IGFs에의 affinity보다 크기 때문에 대부분의 in vitro 상황 하에서 IGFBPs는 IGF 작용을 억제한다. IGFBP에 결합되어 있는 IGF가 어떤 기작에 의해 IGFBP로부터 분리되어 IGF receptor에 도달하는지는 알려지지 않고 있으나, 혈액과 조직액에 들어있는 불특정 IGFBP protease activity는 IGF의 방출과정에서 일역을 하는 것으로 믿어지고 있다. 최근 연구보고에 의하면 특정 in vitro 상황 하에서 IGFBP-1, -3, -5 등은 IGF와 무관한 작용도 있다는 증빙이 있어 IGF system의 또 다른 차원을 예고하고 있다. IGF family members의 mRNAs & proteins는 영장류, 설치류 및 가축의 자궁조직과 수태물(conceptus)에서 발현되어 자궁과 태아의 성장 발달에 중요한 역할을 한다. 자궁조직의 IGF system의 발현은 성선호르몬, 국소 생리조절인자 등에 의해 발현시기와 장소의 특이성이 결정되며, 발현된 IGFs와 IGFBPs는 autocrine/paracrine mode로 자궁조직에 작용하기도 하고, 자궁강에 분비되어 수태물의 성장 발달에 관여한다. 착상을 전후하여 수태물에서도 IGF system이 발현되는데 개개 IGF family member의 발현 시기는 모체로부터 유래된 mRNA의 유무, 수태물 자체의 genetic programming, 모체와의 상호작용 등에 의해 결정되고, IGFs의 작용 부위 역시 시간(생리적 상태)과 장소의 특이성이 있다. 이와같이 conceptus IGF system의 발현이 시간적, 공간적으로 조절되고있다는 사실은 IGFs가 수태물의 성장 발달에 일역을 한다는 가설을 간접적으로 지지해 준다. 자궁조직과 수태물에서 발현된 IGFs는 세포의 증식과 분화, 포도당과 아미노산의 운반과 단백질합성, placental lactogen과 prolactin 등과 같은 유선자극호르몬의 생성을 자극하고 스테로이드 호르몬의 합성에도 관여한다. 태아의 성장 발달에 있어서 IGFs의 역할은 embryo의 IGF-I, IGF-II, 혹은 IGF receptor gene을 homologous recombination technique에 의해 파괴(gene targeting)하여을 때의 결과로써 입증되었다. 생쥐의 IGF and/or IGF-II gene 혹은 IGF receptor gene을 파괴했을 때 출생 전후 모두 성장 발달이 지연되며 출생시 무게는 정상치의 30-60% 수준에 머물고, 특히 type I IGF receptor gene 혹은 IGF-I과 IGF-II genes를 모두 파괴했을 경우에는 출생 후 곧 치사한다. 자궁 내의 IGFBPs는 IGF ligands를 자궁 내에 제한시키거나 IGFs의 receptor binding을 억제하는 negative regulators 역할을 하는 것으로 믿어지고 있다. 그러나 영장류의 자궁에서 IGFBP-I과 같은 특정 IGFBP는 IGFs보다 월등히 많은 양이 발현 분비되고 있는 것으로 추산되고 있으며, 또한 이 단백질은 모체탈락막세포에서 분비되는 주요 단백질 중의 하나라는 점을 감안할 때 IGFBP-I이 IGF과 무관한 작용이 있을 가능성도 배제할 수 없다. 따라서 IGFBPs의 역할 규명은 IGF system을 이해하는데 중요한 부분을 차지하고 있어 향후 이 분야의 연구에 많은 기대와 촛점이 모여지고 있다.

• 한국가금학회지
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• 제16권2호
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• pp.61-71
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• 1989

본 연구는 실용계군에서 부계통 종계에 누진적으로 퇴교배를 수행하였을 때 변화하는 산란형질의 일반능력과 유전력 및 유전상관을 분석하므로 산란형질과 집단에 대한 유전적 변이의 특성을 구명하기 위해 수행되었다. 본 시험은 서울대학교 농과대학 실험계사에서 실용계 I 계통을 기초계군으로 사용하여 1985~1987연까지 사육된 1,230수를 이용하여 60주령까지의 각 개체별 성적을 기초로 하였으며, 교배조합별 그리고 누진퇴교배 세대별에 따른 일반능력 및 유전적 변이에 관한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조사된 각 형질의 일반능력($Mean\pmS$_{D}$$)은 8주령 체중이 $663.94\pm87.11$g, 20주령 체중은$1579.1\pm155.43$g, 40주령 및 60주령 체중은 각각 $2124.1\pm215.31$g, $2269.1\pm242.94$g으로 20주영 체중을 제외한 모든 체중에 대해 퇴교배에 따른 고도의 유의차를 보였다(P＜0.01). 산란형질에 대한 일반능력은 초산일령(SM)이 $168.43\pm12.94$일, 60주령 까지의 총산란수(TEN)는 $214.82\pm29.82$ 개, 평균난중(AEW)은 $61.45\pm3.48$g, 60주령까지의 총산란중량(TEM)은 $13180.7\pm1823.22$g으로 평균난중(AEW)을 제외한 모든 산란형질이 퇴교배에 대한 고도의 유의차를 보이고 있다(P＜0.01). 한편 퇴교배회수가 증가할수록 산란성적이 우수하게 나타나는데, 이는 실용계에서 퇴교배를 하여감에 따라 분리된 유전자가 우수한 형질을 발현하도록 하는 유전자로 고정되기 때문인 것으로 생각된다. 2. 각 형질에 대한 유전력은 다음과 같다. 초산일령(SM)과 평균난중(AEW)의 유전력은 각각 0.47~0.52, 0.40~0.54로 유전력이 비교적 높은 형질임을 알 수 있다. 그러나 총산란수(TEN)와 총산란중량(TEM)의 유전역은 각각 0.07~0.37, 0.18~0.27로 유전력이 낮은 형질임을 나타내고 있으며 모든 산란형질의 유전력이 모분산성분에 의한 추정치가 부분산성분에 의한 추정치 보다 높게 나타나서 이들 형질의 모체효과를 포함한 비상가적 유전분산의 효과를 시사하고 있다. 3. 퇴교배에 따른 유전력 변화를 부모분산성분에 의하여 살피보면 기초계군(BC0), 퇴교배 1세대(BC1), 퇴교배 2세대(BC2)로 퇴교배가 증가함에 따라 초산일령(SM)은 0.47, 0.42, 0.51 이였으며 총산란수(TEN)에서는 0.28, 0.13, 0.27으로 유전역 변화의 일정한 경향치를 보이지 않았다. 그러나 평균난중(AEW)과 총산란 중량(TEM)에서는 기초계군(BC0), 퇴교배1세대(BC1), 퇴교배2세대(BC2)로 퇴교배가 증가함에 따라 0.59, 0.43, 0.35와 0.28, 0.20, 0.18로 추정되어 뚜렷한 유전력의 감소를 보이고 있다. 이것은 퇴교배가 증가함에 따라 평균난중과 총산란중량에 대한 유전적 변이의 감소에 기인된 것으로 생각된다. 4. 산란형질간의 유전상관을 살펴보면 초산일령(SM)과 총산란수(TEN)간의 유전상관은 -0.55이고 초산일령(SM)과 총산란중량(TEM)간은 -0.42로 부의 상관을 보이고 있다. 그러나 초산일령(SM)과 평균난중(AEW)간은 0.20으로 낮은 정의 상관을 나타내고 있다. 평균난중(AEW)과 총산란수(TEN)간은 -0.29이고 평균난중(AEW)과 총산란중량(TEM)간은 0.31의 낮은 유전상관을 보이고 있다. 한편 총산란중량(TEM)과 총산란수(TEN)간은 0.82의 높은 정의 상관을 나타내므로 이상의 결과에서 총산란중량(TEM)에 관여하는 것은 평균난중(AEW) 보다는 주로 총산란수(TEN)에 기인하는 것 같다. 또한 총산란수( TEN)는 초산일령( SM)과 부의 상관관계를 보이고 있으므로 총산란중양(TEM)을 개량하기 위해서는 총산란수(TEN)를 증가시키고 초산일령(SM)을 단축시키는 것이 평균난중(AEW)을 증가시키는 것보다 더 용이하다는 것을 알 수 있다. 5. 퇴교배가 진행됨에 따라 각 형질간의 우전상관사이에서도 변화가 있었다. 퇴교배가 증가할수록 총산란중량과 총산란수간의 유전상관은 높아졌고 (BC0 ： 0.79, BC1 ： 0.82, BC2 ： 0.91), 총산란중량과 평균난중간의 유전상관은 뚜렷한 경향치가 관측되지 않았으며 총산란중량과 초산일령간의 유전상관은 감소하였다(BC0：-0.54, BC1：-0.36, BC2 ：-0.09). 그러므로 총산란중량에 큰 영향을 미친 것은 평균난중이 아니라 총산란수이며 퇴교배가 진행될수록 초산일령의 효과는 감소하였다.