성선자극호르몬유리호르몬 신경세포에서 성장에 따른 키스펩틴의 효과 (Age-dependent Kisspeptin Effects on the GnRH Neurons in Male and Female Mice)

서지정보

· 발행기관 : 대한내분비학회
· 수록지 정보 : Endocrinology and Metabolism / 23권 / 5호 / 302 ~ 309페이지
· 저자명 : BHATTARAIJANARDHAN PRASAD, 박선아, 윤화, 박수정, 전재규, 장기완, 이소영, 류판동, 한성규

초록

연구배경: 성선자극호르몬유리호르몬 (GnRH) 신경세포는 시상하부에 산발적으로 위치하며 뇌하수체 전엽에서 성선자극호르몬의 유리를 조절한다. Kisspeptin은 번식기능의 발육 및 조절에 주요한 역할을 담당한다. 최근 형질전환 마우스를 이용한 patch clamp 방법으로 kisspeptin이 강력한 성선자극호르몬유리호르몬 신경세포의 흥분성을 증가시킨다는 것이 보고되면서 kisspeptin이 유력한 사춘기 유발물질로의 가능성이 강력하게 시사되었다. 본 연구를 통해 성선자극호르몬유리호르몬 신경세포에서 kisspeptin의 반응양상이 성별, 암컷의 경우 생리주기별 차이가 존재하는지, 그리고 kisspeptin이 세포 내 PLC를 경유로 반응성을 나타내는지를 확인하고자 하였다.
방법: 사춘기를 기준으로 하여 형질전환 마우스로부터 뇌절편을 얻어 성선자극호르몬유리호르몬 신경세포를 확인하고 gramicidin perforated-patch clamp 방법을 이용하여 kisspeptin에 대한 반응성을 조사하였다.
결과: 어린 수컷의 경우 33%, 암컷의 경우 17%의 성선자극호르몬유리호르몬 신경세포에서 kisspeptin에 의해 흥분성 효과가 관찰되었고, 성체 성선자극호르몬유리호르몬 신경세포에서 수컷의 경우 75%, 암컷의 경우 68%의 신경세포에서 흥분성 효과가 관찰되었다. 성선자극호르몬유리호르몬 신경세포에서 kisspeptin에 대한 반응성에는 연령에 따른 차이만 보였을 뿐 성별에 따른 차이 및 생리주기에 따른 차이는 관찰되지 않았다. PLC 억제제인 U73122을 전처리한 경우 7개의 세포 중 6개의 세포에서 kisspeptin에 의한 탈분극이 관찰되지 않았다. 1개의 세포에서는 U-73122를 전처리한 상태에서도 현저한 탈분극이 관찰되었다. Kisspeptin에 의해 탈분극 및 자발적인 firing 증가를 유도한 상태에서 U73122를 적용하였을 때 세포막 과분극 및 자발적인 firing의 감소가 관찰되었다.
결론: 이상의 결과는 정상적인 G-단백 연계 신호기전이 관여하고 사춘기유발의 신경조절에 있어서 kisspeptin이 관여되어 있을 가능성을 시사하고, 이러한 kisspeptin에 의한 성선자극호르몬유리호르몬 신경세포의 흥분성 작용은 성호르몬 농도에 의해 크게 영향을 받지 않음을 시사한다.

영어초록

Background: The gonadotropin releasing hormone (GnRH) neurons play a pivotal role in the central regulation of fertility. Kisspeptin binds to the G-protein coupled receptor 54 (GPR54) and GPR54 has been shown to be essential for puberty and subsequent fertility in humans. The recent in vivo studies have proved that kisspeptin is an extremely potent activator of GnRH neurons. However, the precise mechanism of action of kisspeptin on the GnRH neurons and the age-dependent kisspeptin effects are not yet fully understood. In this study, we investigated the effects of kisspeptin on the GnRH neurons over the developmental stages in male and female mice.
Methods: Young (< P30) and adult (> P35) GnRH-GFP transgenic mice expressing green fluorescent protein were used in this study. Acute coronal brain slices containing the preoptic area were prepared, and the identified GnRH neurons were recorded using the gramicidin perforated-patch clamp technique.
Results: In young mice, GnRH neurons were excited by bath application of kisspeptin in 36% (13/36) in male, 17% (4/23) in female tested neurons. In adult mice, GnRH neurons were excited in the majority (30/40, 75%) in male, (21/31, 68%) in female neurons tested. However, there was no significant difference between the effects of kisspeptin in male and female mice. In addition, we tested kisspeptin effects in diestrus, proestrus and estrus animals. There were no significant differences of kisspeptin effects over the estrous cycle. Kisspeptin failed to induce excitatory effects on GnRH neurons (6/7, 86%) neurons) by pretreatment of U73122, a protein lipase C (PLC) inhibitor and kisspeptin-induced excitatory effects were decreased by U73122 application (n = 2).
Conclusion: These results demonstrated that kisspeptin-induced membrane excitability was increased after puberty and this supports a previous suggestion that GPR54 is essential for puberty and subsequent fertility.

참고자료

· 없음