• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권3호
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• pp.167-177
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• 2007

본 연구에서는 사람의 지방조직(human adipose tissue-derived stem cells, HAD), 탯줄(human umbilical cordderived stem cells, HUC), 그리고 양막(human amnion-derived stem cells, HAM)유래 줄기세포를 분리하여 세포의 형태 및 성장속도를 비교하고, 역전사 중합효소 연쇄반응과 면역세포화학 염색법을 이용하여 유전자와 단백질 발현을 비교 분석하였다. 또한 지방유래 줄기세포를 이용하여 심장근육세포로의 분화를 유도하였다. 본 연구 결과, 탯줄과 양막유래 줄기세포의 형태는 매우 유사하였으며, 지방유래 줄기세포의 형태는 다른 것으로 나타났다. 분열시간은 탯줄유래 줄기세포가 가장 빨랐으나 총 분열 횟수는 양막유래 줄기세포와 같았으며, 지방유래 줄기세포의 총 분열횟수가 가장 많았다. 세 종류 줄기세포의 유전자와 단백질 발현은 비슷한 양상을 나타냈다. 지방세포, 골세포, 연골세포로의 분화 유도 결과 세 종류의 줄기세포 모두 분화 유도되었다. 또한, 심장세포 특이 유전자의 발현 분석 결과 세 종류의 줄기세포에서 유사한 발현 양상을 나타냈다. 이 중 지방유래 줄기세포를 24시간 동안 $10\;{\mu}M$ 5-azacytidine 처리 후 기본 배양액에서 4주 동안 배양하거나 또는 5-azacytidine 처리 후 bone morphogenic protein-2(BMP-2)와 fibroblast growth factor-10(FGF-10) 또는 BMP-4와 FGF-4 또는 BMP-4와 FGF-8이 첨가된 배양액으로 4주 동안 배양하여 심근세포로의 분화를 유도하였다. 분화 유도 후 심장세포 특이 유전자 발현을 분석 결과 cardiac myosin light chain-1(Cmlc-1)과 L-type calcium channel ${\alpha}1C$ subunit(${\alpha}1C$) 유전자의 발현이 증가하였다. 그러나 troponin T(TnT), troponin I(TnI) 그리고 potassium channel Kv4.3 subunit (Kv4.3) 유전자의 발현은 증가하지 않았다. 본 연구 결과, 지방, 탯줄 및 양막유래 줄기세포는 특성이 매우 유사한 것으로 나타났으며, 심장 질환 치료를 목적으로 하는 세포 치료에 이용될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 적절한 배양조건 하에서 성장인자와 cytokine들을 처리하여 심장세포로의 분화 유도가 이루어진다면 임상적용에 유용한 세포로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제14권2호
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• pp.99-105
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• 2010

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.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.97-105
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• 2008

Vinclozolin (VCZ)은 침투성 살균제로써 과일, 채소, 와인산업에 널리 사용된다. VCZ와 그것의 대사산물들인 butenoic acid (M1)과 enanilide (M2)는 안드로겐 수용체를 놓고 항 안드로겐 물질로 작용한다. VCZ가 수컷의 생식생리와 병리에서 내분비계 장애물질(endocrine disrupting chemical, EDC)로 작용함에 대한 증거는 많이 있지만, 암컷 생식생리에 미치는 VCZ의 효과에 대한 증거는 전무하다. 본 연구자들은 이전 연구에서 VCZ가 미성숙 암컷 흰쥐의 사춘기 개시를 유의하게 지연시킴을 보고한 바 있는데, 이는 VCZ에 의해 시상하부-뇌하수체-난소(hypothalamus-pituitary-ovary, H-P-O) 생식 호르몬 축의 활성이 지연되거나 약화됨을 시사한다. 본 연구에서는 미성숙 암컷 흰쥐들의 VCZ 투여가 암컷 흰쥐의 시상하부-뇌하수체 축의 생식 호르몬 관련 유전자들 활성에 미치는 영향을 조사하였다. VCZ (10 mg/kg/day)를 생후 21일부터 첫 번째 질구개방이 관찰되는 날까지 매일 복강주사하였다. 시상하부와 뇌하수체의 표적 유전자들의 전사적인 변화량을 측정하기 위하여, total RNA를 추출하였고 반 정량적 역전사 중합효소반응(RT-PCR)을 실시하였다. VCZ 투여군에서 시상하부의 gonadotropin-releasing hormone (GnRH)의 분비를 조절함이 알려진 nitric oxide synthase-2 (NOS-2)의 전사활성은 대조군보다 유의하게 감소하였다(p<0.01). 유사하게, VCZ 투여군의 시상하부에서의 KiSS-1, G protein-coupled receptor54 (GPR54) 그리고 GnRH mRNA 수준도 감소하였다(p<0.01). 예상대로, VCZ 투여군의 뇌하수체 luteinizing hormone-${\beta}$ (LH-${\beta}$)과 follicle stimulating hormone-${\beta}$ (FSH-${\beta}$) 전사활성도 대조군에 비하여 유의하게 감소하였다(p<0.01). 이번 연구를 통해 미성숙 암컷 흰쥐의 VCZ 노출시 사춘기 개시의 지연효과는 시상하부-뇌하수체 신경내분비 축의 GnRH와 KiSS-1같은 성선자극호르몬들과 그들의 상위조절인자들의 전사 활성의 감소에 의해 야기되고, 아마도 nitric oxide (NO) 신호전달경로에 의해 조절됨을 시사한다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제35권3호
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• pp.319-327
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• 2011

This study investigated whether the addition of porcine sperm cytosolic factor (SCF) at fusion/activation affects in vitro development of porcine parthenogenetic(PA) and nuclear transfer (NT) embryos. To determine the optimum concentration of SCF, control group of oocytes was activated with 0.3M mannitol (1.0 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$), other three groups of oocytes were parthenogentically activated with the fusion medium (0.1mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$) supplemented with 100, 200 or 300 ${\mu}$g/ml SCF, respectively. Matured oocytes were activated with two electric pulses (DC) of 1.2 kv/cm for 30 ${\mu}$sec. The activated embryos were cultured in PZM-3 under 5% $CO_2$ in air at $38.5^{\circ}C$ for 6 days. Oocytes activated in the presence of SCF showed a significantly higher blastocyst rate than control (p<0.05). Apoptosis rate was significantly lower in 100 ${\mu}$g/ml SCF group than other groups (p<0.05). Cdc2 kinase activity in control and SCF treatment group of oocytes was determined using MESACUP cdc2 kinase assay kit at 1, 5, 10, 15, 30, 45 and 60 min after activation. Cdc2 kinase activity was significantly decreased (p<0.05) in SCF group than MII oocytes or control within 5 min. For NT embryo production, reconstructed oocytes were fused in the fusion medium supplemented with 0.1 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$ (T1), 1.0 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$ (T2) and 0.1 mM $CaCl_2{\cdot}2H_2O$ with 100 ${\mu}$g/ml SCF (T3). Fused embryos were cultured in PZM-3 under 5% $CO_2$ in air at $38.5^{\circ}C$ for 6 days. Developmental rate to blastocyst stage was significantly higher in T3 than other groups (23.0% vs. 13.5 to 15.2%) (p<0.05). Apoptosis rate was significantly lower in T3 than T1 or T2 (p<0.05). The relative abundance of Bax-${\alpha}$/Bcl-xl was significantly lower in in vivo or SCF group than that of control (p<0.05). Moreover, the expression of p53 and caspase3 mRNA was significantly lower in in vivo or SCF group than that of control (p<0.05). These results indicate that the addition of SCF at fusion/activation might improve in vitro development of porcine NT embryos through regulating cdc2 kinase level and expression of apoptosis related genes.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제31권4호
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• pp.473-479
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• 2018

Objective: The study was designed to perform a genome-wide association (GWA) and partitioning of genome using Illumina's PorcineSNP60 Beadchip in order to identify variants and determine the explained heritability for the total number of teats in Yorkshire pig. Methods: After screening with the following criteria: minor allele frequency, $MAF{\leq}0.01$; Hardy-Weinberg equilibrium, $HWE{\leq}0.000001$, a pair-wise genomic relationship matrix was produced using 42,953 single nucleotide polymorphisms (SNPs). A genome-wide mixed linear model-based association analysis (MLMA) was conducted. And for estimating the explained heritability with genome- or chromosome-wide SNPs the genetic relatedness estimation through maximum likelihood approach was used in our study. Results: The MLMA analysis and false discovery rate p-values identified three significant SNPs on two different chromosomes (rs81476910 and rs81405825 on SSC8; rs81332615 on SSC13) for total number of teats. Besides, we estimated that 30% of variance could be explained by all of the common SNPs on the autosomal chromosomes for the trait. The maximum amount of heritability obtained by partitioning the genome were $0.22{\pm}0.05$, $0.16{\pm}0.05$, $0.10{\pm}0.03$ and $0.08{\pm}0.03$ on SSC7, SSC13, SSC1, and SSC8, respectively. Of them, SSC7 explained the amount of estimated heritability along with a SNP (rs80805264) identified by genome-wide association studies at the empirical p value significance level of 2.35E-05 in our study. Interestingly, rs80805264 was found in a nearby quantitative trait loci (QTL) on SSC7 for the teat number trait as identified in a recent study. Moreover, all other significant SNPs were found within and/or close to some QTLs related to ovary weight, total number of born alive and age at puberty in pigs. Conclusion: The SNPs we identified unquestionably represent some of the important QTL regions as well as genes of interest in the genome for various physiological functions responsible for reproduction in pigs.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제13권3호
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• pp.183-190
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• 2009

In mammals, puberty is a dynamic transition process from infertile immature state to fertile adult state. The neuroendocrine aspect of puberty is started with functional activation of hypothalamus-pituitary-gonadal hormone axis. The timing of puberty can be altered by many factors including hormones and/or hormone-like materials, social cues and metabolic signals. For a long time, attainment of a particular body weight or percentage of body fat has been thought as crucial determinant of puberty onset. However, the precise effect of high-fat (HF) diet on the regulation of hypothalamic GnRH neuron during prepubertal period has not been fully elucidated yet. The present study was undertaken to test the effect of a HF diet on the puberty onset and hypothalamic gene expressions in immature female rats. The HF diet (45% energy from fat, HF group) was applied to female rats from weaning to around puberty onset (postnatal days, PND 22-40). Body weight and vaginal opening (VO) were checked daily during the entire feeding period. In the second experiment, all animals were sacrificed on PND 36 to measure the weights of reproductive tissues. Histological studies were performed to assess the effect of HF diet feeding on the structural alterations in the reproductive tissues. To determine the transcriptional changes of reproductive hormone-related genes in hypothalamus, total RNAs were extracted and applied to the semi-quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Body weights of HF group animals tend to be higher than those of control animals between PND 22 and PND 31, and significant differences were observed PND 32, PND 34, PND 35 and PND 36 (p<0.05). Advanced VO was shown in the HF group (PND $32.8{\pm}0.37$ p<0.001) compared to the control (PND $38.25{\pm}0.25$). The weight of ovaries (p<0.01) and uteri (p<0.05) from HF group animals significantly increased when compared to those from control animals. Corpora lutea were observed in the ovaries from the HF group animals but not in control ovaries. Similarly, hypertrophy of luminal and glandular uterine epithelia was found only in the HF group animals. In the semi-quantitative RT-PCR studies, the transcriptional activities of KiSS-1 in HF group animals were significantly higher than those from the control animals (p<0.001). Likewise, the mRNA levels of GnRH (p<0.05) were significantly elevated in HF group animals. The present study indicated that the feeding HF diet during the post-weaning period activates the upstream modulators of gonadotropin such as GnRH and KiSS-1 in hypothalamus, resulting early onset of puberty in immature female rats.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제14권3호
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• pp.199-205
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• 2010

A neurotoxin, 6-hydroxydopamine (6-OHDA) has been widely used to create animal model for Parkinson's disease (PD). The present study was undertaken to examine whether depletion of brain dopamine (DA) stores with 6-OHDA can make alteration in the activities of the testicular steroidogenesis in adult rats. Young adult male rats (3 months old) were received a single dose of 6-OHDA (200 ${\mu}g$ in 10 ${\mu}{\ell}$/animal) by intracerebroventricular (icv) injection, and sacrificed after two weeks. The mRNA levels of steroidogenesis-related enzymes were measured by qRT-PCRs. Serum testosterone levels were measured by radioimmunoassay. Single icv infusion of 6-OHDA significantly decreased the mRNA levels of CYP11A1 (control:6-OHDA group=$1:0.68{\pm}0.14$ AU, p<0.05), CYP17 (control:6-OHDA group=$1:0.72{\pm}0.13$ AU, p<0.05). There were no changes in the mRNA levels of $3{\beta}$-HSD (control:6-OHDA group=$1:0.84{\pm}0.08$ AU) and $17{\beta}$-HSD (control: 6-OHDA group=$1:0.63{\pm}0.20$ AU), though the levels tended to be decreased in the 6-OHDA treated group. Administration of 6-OHDA decreased significantly the mRNA level of StAR when compared to the level of saline-injected control animals (control:6-OHDA group=$1:0.72{\pm}0.08$ AU, p<0.05). Treatment with single dose of 6-OHDA remarkably lowered serum testosterone levels compared to the levels of control group (control:6-OHDA group=$0.72{\pm}0.24:0.13{\pm}0.03ng/m{\ell}$, p<0.05). Taken together with our previous study, the present study demonstrated that the activities of hypothalamus-pituitary-testis hormonal axis could be negatively affected by blockade of brain DA biosynthesis, and suggested the reduced reproductive potential might be resulted in the animals. More precise information on the testicular steroidogenic activities in PD patients and PD-like animals should be required prior to the generalization of the sex steroid hormone therapy to meet the highest standards for safety and efficacy.

• 동의생리병리학회지
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• 제33권2호
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• pp.141-150
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• 2019

Despite the development of assisted reproduction technologies (ART) including in vitro fertilization (IVF), the poor ovarian response and endometrial receptivity remains clinically a major unmet need. Although these problems are difficulties to solve in infertility treatment, there are no good therapeutic option yet. Traditional herbal remedies and acupuncture, therefore are being proposed as alternative treatment. Our group found that traditional herbal medicines such as Paeonia lactiflora L.(PL, 芍藥), Cyperus rotundus L.(CR, 香附子), and Perilla frutescens (PF, 紫蘇葉) could improve endometrial receptivity. In this study, we found out Yeosin-san (如神散) as an optimal herbal formula via combination of the previously established herbal medicines. Yeosin-san is a traditional Korean medical formula which was established by Ziming Jin (陳自明) and recorded in Furendaiquanliangfang (婦人大全良方) at first. The formula traditionally used for treating abnormal uterine bleeding and leukorrhea. It showed a highest effect on leukemia inhibitory factor (LIF) expression and on the adhesion between trophoblastic cells and endometrial cells. In addition, it has been shown that the Yeosin-san not only increases the endometrial receptivity to improve the embryo implantation but also enhances the ovary function by expressing the angiogenesis-related genes. Here we suggest that Yeosin-san could be a novel and effective candidate for treating female infertility.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권3호
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• pp.178-186
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• 2022

볼리비아 유래의 4배체 감자 야생종 중 하나인 Solanum acaule는 서리, 감자역병, 감자바이러스X, 감자바이러스Y, 감자잎말림바이러스, 감자걀쭉병, 선충 등에 대한 저항성과 같이 감자의 신품종 육성에 매우 유용한 형질들을 가지고 있어 감자 육종에 많이 이용되고 있다. 그러나 이러한 유용 형질들을 재배종 감자에 전통적인 교잡에 의해 도입하는 것은 야생종과 재배종 간의 서로 다른 EBN에 따라 매우 제한적이다. 따라서, 이러한 생리적 장벽을 극복하기 위해서는 체세포융합을 이용할 수 있는데, 육종에 활용할 적절한 체세포융합체를 선발하기 위해서는 적절한 분자마커의 개발이 필수적이다. 이에, 본 연구에서는 앞서 차세대 유전체 기술에 의해 완성되어 보고된 S. acaule의 엽록체 전장 유전체 정보를 기반으로 이를 다른 8개의 Solanum 종의 엽록체 전장 유전체 정보와 비교를 통해 S. acaule 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. acaule의 엽록체 전장 유전체 총 길이는 155,570 bp였으며, 총 158개의 유전자로 구성되어 있었다. 전체적인 구조와 유전자의 구성은 다른 Solanum 종들과 매우 유사하였고 12종의 다른 가지과에 속해 있는 종과의 계통수 분석에서 다른 Solanum 종과 매우 가까운 유연관계를 가지는 것을 확인하였다. S. acaule의 엽록체 전장 유전체와 다른 7개 Solanum 종의 엽록체 전장 유전체 다중 정렬의 결과로 각각 4개와 79개의 S. acaule 특이적인 InDel 및 SNP 영역이 확인되었으며, 이 정보를 이용하여 각각 1개씩의 InDel 및 SNP 영역 유래의 PCR 기반의 분자마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 S. acaule의 진화적 측면에서의 연구와 S. acaule를 이용한 감자품종 육성 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 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.