• Animal cells and systems
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• 제3권3호
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• pp.319-329
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• 1999

Onset of female puberty follows a series of prepubertal cellular and molecular events including changes of synaptic plasticity, synthetic and releasing activity and gene expression. Dramatic increase of gonadal steroid level is one of the most prominent changes before the onset of puberty. Based on the importance of steroid feedback upon the hypothalamus, we adopted an estrogen sterilized rat (ESR) model where 100 ng of 17$\eta$-estradiol were administered into neonatal pubs for 7 days after birth. To identify genes involved in the onset of female puberty, we applied PCR differential display using RNA samples derived from ESR and control rat hypothalami. About 100 out of more than 1000 RNA species examined displayed differential expression patterns between a 60-day old control rat and ESR. Sequence analysis of differentially amplified PCR products showed homology with genes such as mouse kinesin superfamily-associated protein 3 (KAP3) and several cDNAs previously described by others in mouse and human tissues. Several gene products such as 2-1 and 8-1 corresponded to novel DNA sequences. We analyzed mRNA levels of KAP3, 2-1 and 8-1 genes in the hypothalami derived from neonatal, 6-, 28-, 31-, and 40-day old rats. Northern blot analysis showed that mRNAs of KAP3, 2-1 and 8-1 genes were markedly increased before the initiation of puberty. Neonatal treatment of estrogen clearly inhibited prepubertal increases in KAP3, 2-1 and 8-1 mRNA levels. Therefore, these genes may play important roles in the initiation of hypothalamic puberty. In addition, intracerebroventricular (icv) injection of antisense KAP3 oligodeoxynucleotide (ODN) clearly delayed puberty initiation determined by vaginal opening, which further confirmed that KAP3 plays an important role in the regulation of puberty initiation.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제15권2호
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• pp.179-185
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• 2011

콩이나 적포도주의 식물성 에스트로겐(phytoestrogen)은 건강에 부정적이기보다는 긍정적인 효과를 갖는 것으로 알려져 있는데, 특히 콩류 섭취는 유방암이나 골다공증, 그리고 심혈관계 질환 예방과 높은 상관관계가 있는 것으로 보인다. 그러나 콩류, 특히 그 주성분인 genistein(GS)이 상기한 긍정적인 효과 외에도 여성의 생식계에 잠재적으로 부정적인 영향을 미칠 가능성에 대한 의문이 계속되어왔다. 선행 연구에서 본 연구자들은 사춘기 전에 genistein(GS)을 경구 투여했을 때 암컷 흰쥐의 생식계가 활성화되어 사춘기 개시가 조기에 유도되고, 암컷 성체에 GS를 뇌실내로 미세주입했을 때 kisspeptin-GnRH 뉴런회로 활성화가 일어남을 관찰하였다. 본 연구에서는 사춘기 전 암컷 흰쥐에서의 시상하부 특이적인 GS 투여 효과와 이에 관여하는 에스트로겐 수용체 아형($ER{\alpha}$과 $ER{\beta}$)을 조사하였다. 사춘기 전암컷 흰쥐(SD strain, PND 30)를 마취시킨 후 GS(3.4 ${\mu}g$/animal)를 1회 뇌실내로 미세 주입하고, 2시간 후 희생시켰다. 시상하부내 생식조절 유전자 발현을 조사하기 위해, RNA를 추출한 후 semi-quantitative reverse transcription polymerasechain reaction(RT-PCR)을 시행하였다. GS 투여는 KiSS-1 유전자 발현의 상위조절자인 mTOR(1:$0.361{\pm}0.058$ AU, p<0.001)발현을 유의하게 감소시켰고, GnRH 분비의 상위조절자인 GAD67(1:$1.285{\pm}0.099$ AU, p<0.05) 발현을 유의하게 증가시켰다. GS 투여는 KiSS-1(1:$1.458{\pm}0.078$ AU, p<0.001) mRNA 수준을 유의하게 증가시켰지만, kisspeptin 수용체인 GPR-54(1:$1.29{\pm}0.08$ AU) mRNA 수준은 변화가 없었고, GnRH(1:$0.379{\pm}0.196$ AU, p<0.05)의 경우는 유의하게 감소시켰다. GS투여군에서 $ER{\alpha}$(1:$1.180{\pm}0.390$ AU) 발현은 대조군 대비 차이가 없었지만, $ER{\beta}$(1:$4.209{\pm}0.796$ AU, p<0.01) 발현은 유의하게 증가했다. 본 연구결과는 사춘기 전 암컷 흰쥐에서 GS의 단기 노출이 시상하부의 GnRH 조절시스템을 직접 변화시킴을 보여준 것으로, 이러한 GS의 시상하부 특이적 효과에 $ER{\beta}$ 경로가 관여함을 강력히 시사한다. 이는 잘 알려진 $ER{\beta}$ 경로를 매개로 하는 GS의 유방암 억제 효과와 일치한다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제20권2호
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• pp.91-99
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• 2016

Lipopolysaccharide (LPS), an endotoxin, elicits strong immune responses in mammals. Several lines of evidence demonstrate that LPS challenge profoundly affects female reproductive function. For example, LPS exposure affects steroidogenesis and folliculogenesis, resulting in delayed puberty onset. The present study was conducted to clarify the mechanism underlying the adverse effect of LPS on the delayed puberty in female rats. LPS was daily injected for 5 days ($50{\mu}g/kg$, PND 25-29) to treated animals and the date at VO was evaluated through daily visual examination. At PND 39, animals were sacrificed, and the tissues were immediately removed and weighed. Among the reproductive organs, the weights of the ovaries and oviduct from LPS-treated animals were significantly lower than those of control animals. There were no changes in the weights of uterus and vagina between the LPS-treated and their control animals. immunological challenge by LPS delayed VO. Multiple corpora lutea were found in the control ovaries, indicating ovulations were occurred. However, none of corpus luteum was present in the LPS-treated ovary. The transcription level of steroidogenic acute regulatory protein (StAR), CYP11A1, CYP17A1 and CYP19 were significantly increased by LPS treatment. On the other hand, the levels of $3{\beta}$-HSD, $17{\beta}$-HSD and LH receptor were not changed by LPS challenge. In conclusion, the present study demonstrated that the repeated LPS exposure during the prepubertal period could induce multiple alterations in the steroidogenic machinery in ovary, and in turn, delayed puberty onset. The prepubertal LPS challenge model used in our study is useful to understand the reciprocal regulation of immune (stress) - reproductive function in early life.

• Animal cells and systems
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• 제5권4호
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• pp.327-331
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• 2001

There is a critical developmental period during which brain sexual differentiation proceeds irreversibly under the influence of gonadal hormone. Recently, kinesin superfamily-associated protein 3 (KAP3) gene expressed during the 'critical period' of rat brain differentiation was identified by us (Choi and Lee, 1999). KAP3 functions as a microtubule-based motor that transports membranous organelles anterogradely in cells, including neurons (Yamazaki et al., 1996). mRNA level of KAP3 gene markedly increased before the initiation of puberty. Neonatal treatment of estrogen clearly inhibited the prepubertal increase in KAP3 mRNA level (Choi and Lee, 1999). In the present study, we aimed to investigate the effects of polychlorinated biphenyls (PCBs), as endocrine disruptors (EDs) on the expression of KAP3 gene during the 'critical period' of rat brain development. In our data, PCBs significantly decreased the expression of KAP3 gene in the fetal (day 17) and the neonatal (day 6 after birth in) male and female rat brains. The body weight and the breeding ability were significantly decreased in the PCBs-exposed rats compared with the control. These results showed that PCBs affect the transcriptional level of brain sexual differentiation related gene, KAP3, in the fetal and the neonatal rat brains. The maternal exposure to the PCBs may lead to toxic response in embryonic brain sexual differentiation and breeding ability after sexual maturation. This study indicates that KAP3 gene may be useful as a gene marker to analyze the molecular mechanism of toxic response in the animal brain development and sexual maturation exposed to PCBs.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제10권2호
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• pp.147-154
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• 2006

전세계적으로 매년 대량생산되는 프탈레이트(phthalate)류 물질은 플라스틱처럼 다양한 생활용품의 원료로 사용되기 때문에 인간에 대한 노출 정도가 매우 높은 산업 물질이다. 대표적으로 di(2-ethyl hexyl)phthalate(DEHP)와 그 활성 대사물인 monoethyl hexyl phthalate(MEHP)가 내분비계 장애물질(endocrine disruptor)로 작용하여 인간과 실험 동물의 생식계를 교란한다는 증거들이 급속히 축적되고 있다. 본 연구는 DEHP가 암컷 흰쥐의 사춘기 개시와 이와 관련된 생식 지표들의 변화에 미치는 효과를 조사한 것이다. 생후 25 일부터 corn oil 또는 DEHP(100mg/kg/day i.p.)를 사춘기 개시의 지표인 질구 개방(vaginal opening, VO)이 일어나는 날까지 투여하였다. 다음 날 희생시킨 후 난소와 자궁의 외양과 조직 무게를 측정하여 DEHP가 이들 조직에서의 세포증식에 미치는 효과를 조사하였고, 현미경 관찰을 통해 해부학적인 변화 양상을 조사하였다. 또한 혈액내의 LH 수준을 방사면역측정법(RIA)로 측정하였다. 자궁 성숙의 지표인 프로게스테론 수용체(PR) 발현 양상은 정량적인 RT-PCR로 확인하였다. 결과로, DEHP 투여에 의해 질구 개방이 지연됨을 확인하였다($35.3{\pm}0.7\;day$ in control group vs $37.3{\pm}0.7\;day$ in DEHP group, p<0.05). 흥미롭게도, 첫번째 주사 다음 날(p<0.05)부터 이후 마지막 주사 날(p<0.01)까지 DEHP 군의 체중이 대조군에 비해 유의하게 낮음을 관찰하였다. 난소와 자궁의 크기와 무게, 그리고 혈중 LH 수준도 대조군에 비해 DEHP 군에서 유의하게 감소하였다. 질구 개방이 일어난 대조군의 난소에서는 성숙의 지표인 그라프 난포(Graafian follicle)와 황체가 관찰되었으나 DEHP 군의 난소에서는 미성숙한 1차, 2차 난포 그리고 작은 퇴화 난포(atretic follicle)들만이 다수 관찰되었다. 자궁의 경우도 대조군에서는 내막층과 근막층은 물론 상피층까지 잘 발달된 과다 성장 상태와 함께 분비선 수의 증가가 나타났으나 DEHP 군에서는 모든 세포층의 발달이 미약한 상태였다. 이러한 결과는 DEHP가 과립세포에서의 에스트로겐 합성 분비에 억제적 효과를 나타내는 것에 기인하는 것으로 보인다. RT-PCR 결과 난소(p<0.05)와 자궁(p<0.01)에서의 PR mRNA 수준은 DEHP 투여에 의해 유의한 발현 감소가 나타났다. 결론적으로, 본 연구는 사춘기 전 특정 시기에 단기적인 DEHP 투여에 의해 암컷 흰쥐의 생식계 활성화가 억제되고, 그 결과 사춘기가 지연될 수 있음을 시사한다.