설치류 배란 시 난포세포의 증식-분화 전이 조절 기전: Interferon-α System의 역할

전상영,전미진,서유미,김태성,Chun, Sang-Young,Jeon, Mee-Jin,Seo, You-Mi,Kim, Tae Sung 대한생식의학회 2006 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.33 No.2

생명정보학을 이용한 전사인자의 하위표적유전자 분석에 관한 연구

황상준,전상영,이경아,Hwang, Sang-Joon,Chun, Sang-Young,Lee, Kyung-Ah 대한생식의학회 2006 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.33 No.2

연구 목적: 본 연구진은 초기 난포 발달 과정의 각 발달 단계별 난포를 분리하여 cDNA microarray를 이용한 유전자 발현 목록을 보유하고 있다. 본 연구는 이들 유전자 중에서 전사인자들의 목록에 주목하여 이들의 하위표적유전자를 생명정보학적 기법을 이용해 동정함으로써 이 후 초기난포발달의 조절 기전 연구를 위한 중요한 전사인자를 결정하고자 실시하였다. 재료 및 방법: 26개의 전사인자들에 대해서 Gene Ontology, MGI, 그리고 Entrez Gene 등의 유전자 데이터베이스 검색을 통해 전사인자들을 구성하는 도메인을 확인하였고, 전사인자 데이터베이스 ($TRANSFAC^{(R)}$ 6.0)와 진핵세포 프로모터 데이터베이스 검색을 실시하여, 전사인자의 cis-acting 및 trans-acting 하위표적유전자를 분석하였다. 결과: 26개 전사인자들에 대해서 DNA 결합 도메인과 단백질 상호작용 도메인을 확인하였다. 또 전사인자 데이터베이스와 프로모터 데이터베이스 검색으로부터 하위표적유전자에 대한 정보를 얻었다. 위와 같은 생명정보학적 분석 결과로부터 흥미로운 하위표적유전자를 갖는 3개의 전사인자로 목표를 압축할 수 있었다. 그 중에서 HNF4는 MPF 억제 조절자로 알려져 있는 Wee1 단백질 인산화 효소의 유사 유전자 프로모터 부위에 결합하는 전사인자이며, TBX2는 cdk 억제자 유전자의 발현을 억제하는 전사인자로 알려져 있어, 초기 난포발달 과정의 MPF 기능조절에 매우 중요한 역할을 할 것으로 사료된다. 결론: 본 연구는 생명정보학적 분석을 통하여 전사인자의 하위표적인자를 알아내고, 이를 이용하여 26개 전사인자 중에서 다음 연구를 위한 목표를 결정하는 접근방법을 제시했다는데 의미가 있다고 사료된다. 실제로 이렇게 결정된 전사인자들이 초기난포발달을 조절하는 분자생물학적 기전에 어떻게 관여하는지를 연구하기 위해서는 EMSA 등과 같은 실험적 증명을 통한 확인과 보충 연구가 필요할 것으로 사료된다. Objective: In the previous study, we complied the differentially expressed genes during early folliculogenesis. Objective of the present study was to identify downstream target genes of transcription factors (TFs) using bioinformatics for selecting the target TFs among the gene lists for further functional analysis. Materials & Methods: By using bioinformatics tools, constituent domains were identified from database searches using Gene Ontology, MGI, and Entrez Gene. Downstream target proteins/genes of each TF were identified from database searches using TF database ($TRANSFAC^{(R)}$ 6.0) and eukaryotic promoter database (EPD). Results: DNA binding and trans-activation domains of all TFs listed previously were identified, and the list of downstream target proteins/genes was obtained from searches of TF database and promoter database. Based on the known function of identified downstream genes and the domains, 3 (HNF4, PPARg, and TBX2) out of 26 TFs were selected for further functional analysis. The genes of wee1-like protein kinase and p21WAF1 (cdk inhibitor) were identified as potential downstream target genes of HNF4 and TBX2, respectively. PPARg, through protein-protein interaction with other protein partners, acts as a transcription regulator of genes of EGFR, p21WAF1, cycD1, p53, and VEGF. Among the selected 3 TFs, further study is in progress for HNF4 and TBX2, since wee1-like protein kinase and cdk inhibitor may involved in regulating maturation promoting factor (MPF) activity during early folliculogenesis. Conclusions: Approach used in the present study, in silico analysis of downstream target genes, was useful for analyzing list of TFs obtained from high-throughput cDNA microarray study. To verify its binding and functions of the selected TFs in early folliculogenesis, EMSA and further relevant characterizations are under investigation.

생쥐 난소에서 Bcl-2계 세포고사인자에 관한 연구 (I)

이여일,이진,전상영,Lee, Yu-Il,Lee, Jin,Chun, Sang-Young 대한생식의학회 2003 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.30 No.1

Objectives: Bok, Bcl-2-related ovarian killer, is a proapoptotic Bcl-2 family protein identified in the ovary based on its dimerization with the antiapoptotic protein Mcl-1. The present study examined the hormonal regulation and localization of Bok messenger RNA levels in the mouse ovary during the follicle development. Methods: The animals were implanted subcutaneously with Silastic brand capsules containing the synthetic estrogen, DES at $21{\sim}23$ days of age. Ovaries were collected $1{\sim}3$ days after implantation for RNA analysis and in situ hybridization. Some mice were removed capsule for $1{\sim}2$ days to induce ovarian follicle apoptosis. Ovaries were also collected from 26 day-old immature mice at various times after treatment with 10 IU PMSG. Some mice received a single intraperitoneal injection of 10 IU hCG to induce ovulation, and ovaries were obtained at different time intervals for Northern blot and in situ hybridization analysis, respectively. Results: Treatment of immature mice with diethylstilbestrol (DES) for $24{\sim}48$ h increased ovarian Bok mRNA levels. Bok mRNA was remained the same levels in mice removed DES for $24{\sim}48$ h to induce apoptosis. High signals of Bok mRNA after DES treatment were detected in granulosa cells of early antral follicles. Treatment of immature mice with PMSG for 12 h increased markedly ovarian Bok mRNA expression which was detected mainly in preantral and atretic follicles. Interestingly, low levels of Bok mRNA were also expressed in granulosa cells of preovulatory follicles. Treatment of PMSGprimed mice with hCG stimulated strongly ovarian Bok mRNA expression at $6{\sim}9$ h. At that time, Bok mRNA was expressed in granulosa cells of atretic and small growing follicles. Conclusion: These results demonstrate that Bok is one of proapoptotic Bcl-2 members expressed in early growing and atretic follicles during the ovarian follicular development. Gonadotropins induce a transient increase of Bok gene expression in granulosa cells of preantral and preovulatory follicles indicating some role in the ovulatory process.

강건한 적응 LQG제어기의 설계

任化永(Wha-Young Yim),洪璿學(Seon-Hack Hong),全商泳(Sang-Young Chun) 대한전기학회 1994 전기학회논문지 Vol.43 No.8

Control Mechanisms of Ovarian Follicle Development by Follicle Stimulating Hormone and Pituitary Adenylate Cyclase-activating Polypeptide

이여일,신진옥,김미영,전상영,Lee, Yu-Il,Shin, Jin-Ok,Kim, Mi-Young,Chun, Sang-Young The Korean Society for Reproductive Medicine 2006 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.33 No.1

목 적: 본 연구는 흰쥐 난소를 실험모델로 하여 미성숙 전동 난포의 성장에 대한 pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP)의 영향을 얄아보고자 하였다. 연구방법: 미성숙 전동 난포를 생후 21일된 흰쥐로부터 분리하여 PACAP을 첨가하거나 첨가하지 않은 무혈청 배양액에서 3일 동안 배양하고, 푸로게스테론 호르몬의 생성, 난포의 성장, 과립막세포의 증식 및 유전자의 동태 등을 관찰하였다. 증식의 정도는 thymidine incorporation 방법으로 검색하고 유전자의 변동은 Northern 분석을 이용하였다. 결 과: PACAP으로 처리한 군은 난포의 직경이 75% 증가한 반면 난포자극호르몬인 FSH로 처리한 군은 65% 증가하였고, PACAP 처리는 과립막 세포의 증식을 강화시켰다. FSH와 PACAP 공히 배양된 흰쥐 난포의 과립막 세포와 FSH에 반응하는 세포주인 GFSHR-17에서의 프로게스테론 생성을 촉진시켰고, PACAP이 FSH의 작용을 증진시켜 SF-1과 아로마타제 유전자 발현을 촉진시켰다. 결 론: 본 연구는 PACAP이 과립막증식과 스테로이드합성을 통하여 전동 난포의 성장을 촉진함을 시사하였고, 또한, SF-1, 아로마타제 등에 대한 FSH의 작용을 도와주는 역할을 PACAP이 담당하므로 PACAP은 초기 난포성장에 필요한 난소국소인자임을 유추할 수 있었다. Objective: Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP), a novel hypothalamic neuropeptide, has been suggested to play a role in ovarian folliculogenesis. The present study evaluated the effect of PACAP on the growth of preantral follicles. Methods: Preantral follicles were mechanically isolated from ovaries of 21-day-old rats and cultured in groups for 3 days in serum-free medium in the absence or presence of PACAP-38 ($10^{-6}M$). Results: Treatment with PACAP-38 resulted in an increase in follicle diameter by 75% whereas treatment with follicle stimulating hormone (FSH) increased follicle diameter by 65%. PACAP-38 treatment enhanced the granulosa cell proliferation as measured by thymidine incorporation analysis. Furthermore, the production of progesterone by cultured granulosa cells and GFSHR-17 cell line was stimulated by PACAP-38. Interestingly, PACAP enhanced FSH action on stimulation of SF-1 and aromatase gene expression. Conclusion: The present results demonstrate that PACAP stimulated preantral follicle growth by potentiating proliferation and by stimulating steroidogenesis.

Control Mechanisms of Ovulation by Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide

이여일,김형춘,김미영,전상영,Lee, Yu-Il,Kim, Hyoung-Choon,Kim, Mi-Young,Chun, Sang-Young The Korean Society for Reproductive Medicine 2005 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.32 No.2

배 경: Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP)은 양의 시상하부에서 추출된 신경펩타이드 호르몬으로 난소에도 존재하여 배양된 과립막 세포에서 스테로이드합성과 cyclic AMP 형성을 촉진함이 보고되었다. 목 적: 흰쥐 난소를 실험 모델로 사용하여 배란시 황체화호르몬 (luteinizing hormone; LH)에 의해 유도된 PACAP과 PACAP 수용체의 유전자 발현양상과 신호 전달경로를 규명하고자 하였다. 재료 및 방법: 미성숙 흰쥐의 배란전 난포를 체외 배양하면서 LH로 처리하고 PACAP 및 PACAP수용체의 유전자 발현을 보기 위해서는 Northern blot 분석과 in situ hybridization (ISH)을, 그리고 단백질 수준의 PACAP 검색을 위해서는 enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) 분석을 이용하였다. 결 과: LH 처리 후 Northern blot상의 PACAP 유전자 발현은 6~9시간에 일시적으로 최고치에 도달하였으며 ISH로 보아 과립막 세포에서 발현됨을 알 수 있었다. ELISA 분석 상 PACAP 단백질도 LH처리 후 6~12시간에 최고치를 나타내었으며, PACAP 수용체 mRNA 역시 3~9시간에 최고치로 과립막 세포에서 발현되었다. Adenylate cyclase (AC) 억제제인 MDL12330A 처리시 LH로 발현된 PACAP mRNA가 감소되며, AC의 활성제인 forskolin 처리에는 LH시와 유사한 PACAP mRNA의 발현양상을 나타내었다. 그러나 protein kinase C (PKC)의 억제제인 chelerythrine과 2-0-tetradecanolphorbol-13-acetate (TPA) 처리로는 PACAP 의 유전자 발현에 영향을 주지 못하였다. 5-lipoxygenase의 억제제인 MK886이나 nordihydroguaiaretic acid (NDGA)로 처리한 결과 LH로 유도된 PACAP 유전자의 발현이 감소되었으나, cyclooxygenase의 억제제인 indomethacin은 별로 영향을 주지 못하였다. MEK와 p38의 억제제인 PD98059와 SB203580도 LH로 촉진 된 PACAP의 유전자 발현을 농도 의존적으로 억제하였다. 결 론 : 배란전 난포에서 PACAP과 PACAP 수용체의 유전자 발현은 모두 LH의 폭발적 분비에 의해 유도되어 일시적으로 과립막 세포에서 나타나 배란을 위한 국소적인 조절 작용을 할 것으로 추정되며, LH로 촉진된 PACAP 유전자 발현을 위한 신호전달은 cAMP-PKA, lipoxygenase 및 MAP kinase 경로를 통하는 것으로 사료된다.

착상전 생쥐 배아 발달에 대한 Apoptotic Gene의 발현

이여일,이진,김미영,전상영,Lee, Yu-Il,Lee, Jin,Kim, Mi-Young,Chun, Sang-Young 대한생식의학회 2003 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.30 No.1

Objective : The aim of this study was to evaluate the influence of three different media on preimplatation embryo development and the expression of Bcl-2, Mcl-1, Bax, and Bok in mouse. Materials and Methods: Two-cell embryos were retrieved from ICR female mice (4 weeks old) at 48 hr after hCG injection and cultured in Ham's F-10, HTF, and G1.2 media. The developmental rate of 2-cell embryos was evaluated from 24 hr to 72 hr after culture. RT-PCR was performed for the detection of Bcl-2, Mcl-1, Bax, and Bok gene expression. Results: The rates of morula and blastocyst in HTF and G1.2 media (88%, 98.1%) were significantly higher than those in Ham's F-10 media (39.6%) at 48 hr. Likewise, the rates of hatching and hatched blastocyst in HTF and G1.2 media (21.9%, 52.9%) were higher than those in Ham's F-10 media (3.5%) at 72 hr. Bcl-2 and Bax mRNAs were highly detected in embryos cultured in Ham's F-10 when compared in embryos cultured in HTF and G1.2. In contrast, the expression of Mcl-1 and Bok was not significantly different. Conclusion: These results show that HTF and G1.2 culture media increase the rate of blastocyst formation and stimulate Bcl-2 and Bax gene expression in mouse preimplantation embryos.

Gonadotropin Regulation of Regulator of G Protein Signaling 2 (RGS-2) Expression in the Rat Ovary

이여일,이은숙,김선애,김미영,조문경,전상영,Lee, Yu-Il,Lee, Eun-Suk,Kim, Sun-Ae,Kim, Mi-Young,Cho, Moon-Kyoung,Chun, Sang-Young The Korean Society for Reproductive Medicine 2008 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.35 No.2

연구방법: 미성숙 백서 난소의 과배란 유도를 위해 PMSG를 주사하고, 배란을 위해서 hCG를 주입하였다. RGS-2의 유전자 발현양상을 조사하기 위하여는 Northern blot 분석과 in situ hybridization 분석을 시행하였다. 결 과: 미성숙 백서에 성선자극호르몬인 PMSG를 복강내 주사했을 때 RGS-2 mRNA 발현에 영향을 미치지 않음을 Northern blot analysis로 확인할 수 있었으나, hCG를 주입했을 때는 1시간에서 3시간 내에 발현이 증가됨을 알 수 있었다. In situ hybridization으로 살펴본 RGS-2 mRNA의 발현세포는 난포의 크기에 관계없이 난자였으나, hCG로 처리한 후에는 배란 전 난포와 성장중인 난포의 과립막 세포이었다. 그러나, RGS-2 단백의 발현은 hCG 처치와 관계없이 난포막 세포이었다. 상기 생체 실험과 마찬가지로 시험관에서도 배란 전 난포의 과립막 세포에 대한 LH 처리는 RGS-2 유전자 발현을 1시간 내에 촉진하였다. 또한, 성선자극호르몬 분비호르몬 2 길항제도 이러한 LH의 촉진작용을 증진시켰다. 결 론: 본 연구로 배란 전 과립막 세포에서 성선자극호르몬인 LH/hCG와 성선자극호르몬 분비호르몬 길항제에 의해 RGS-2의 발현이 증진되는 양상으로 보아 RGS-2가 배란과정 동안에 Gq protein 신호전달을 조절할 것으로 추정된다. Objective: The purpose of the present study was to examine the hormonal regulation of RGS-2 in the rat ovary. Methods: Immature rats were injected with 10 IU of PMSG to induce multiple growth of preovulatory follicles and 10 IU of hCG to induce ovulation. Northern blot analysis performed for gene expression and in situ hybridization performed for mRNA localization. Results: Northern blot analysis revealed that pregnant mare's serum gonadotropin (PMSG) treatment did not affect RGS-2 mRNA levels. In contrast, human chorionic gonadotropin (hCG) treatment of PMSG-primed rats resulted in an increase in RGS-2 expression within $1{\sim}3\;h$. The major cell-types expressing RGS-2 mRNA were oocytes regardless of follicle size. Interestingly, hCG treatment caused the stimulation of RGS-2 gene expression in granulosa cells of preovulatory and growing follicles. In contrast, cell types expressing RGS-2 protein were theca cells regardless of hCG treatment. Like in vivo, treatment of preovulatory granulosa cells with LH in vitro stimulated RGS-2 levels within 1 h. Interestingly, GnRH antagonist II enhanced the stimulatory action of LH. Conclusion: The present study demonstrates the LH/hCG induction of RGS-2 in preovulatory granulosa cells and suggests a role of RGS-2 in Gq protein signaling pathway during ovulation.

인간 조기 황체화 과립막세포에서 황체화호르몬에 의한 steroid thyroid hormone receptor 3 ( TR 3 ) mRNA 의 발현 조절

이여일(Yu Il Lee),박현정(Hyun Jeong Park),김병룡(Byung Ryeong Kim),전상영(Sang Young Chun) 대한산부인과학회 2002 Obstetrics & Gynecology Science Vol.45 No.10

목적 : TR3는 생쥐에서는 nur77, 흰쥐에서는 NGFI-B로도 불리우는 인간 상동단백으로 핵 고아수용체 (nuclear orphan receptor)를 암호화하는 immediate-early 유전자이다. 최근 TR3 유전자는 흰쥐 난소에서 성선자극 호르몬에 의해 유도되는 것으로 보이기 때문에 본 연구에서도 배양중인 인간 과립막세포에서 TR3 유전자 발현이 황체화호르몬에 의해 조절되는지 조사해 보았다. 연구 방법 : TR3 mRNA의 수준은 체외수정 환자로부터 얻어 배양중인 조기 황체화 과립막세포에서 competitive RT-PCR 방법으로 측정하였다. 결과 : TR3 mRNA 발현은 LH에 의해 일시적으로 유도되었으며 LH 자극 후 1시간째 최고치에 도달하였고, 농도 의존적이었다. LH에 의해 유도된 TR3 발현은 actinomycin-D에 의해 소실되었으나, cycloheximide에 의해서는 과잉 유도되었다. Protein kinase A의 저해제인 Rp-cAMP 뿐만 아니라 protein kinase C의 저해제인 chelerythrin과 함께 처리한 과립막세포에서는 LH에 의해 자극된 TR3 mRNA 수준이 억제되었으나 forskolin과 TPA는 TR3유전자 유도에 대한 LH 활성과 유사하였다. 결론 : 본 연구에서 TR3 유전자는 인간의 조기 황체화 과립막세포에서 LH에 의해 빠르게 일시적으로 유도되었다. 이 결과는 TR3가 LH에 반응하는 배란 특이 유전자의 cascade를 개시하여 배란을 조절할 것이라 사료된다. Objective : The present study examined the gonadotropin regulation of TR3 gene expression by luteinizing hormone (LH) in cultured human luteinized granulosa cells. Methods : TR3 mRNA levels were detected by competitive reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) method in cultured human luteinized granulosa cells collected from patients undergoing in vitro fertilization. Results : TR3 transcript was transiently induced by LH, reaching maximum levels 1 hr after stimulation, in a dose-dependent manner. LH-stimulated TR3 expression was abolished by actinomycin D, but was superinduced by cycloheximide. Treatment of luteinized granulosa cells with Rp-cAMP, an inhibitor of protein kinase A, as well as, chelerythrin, an inhibitor of protein kinase C, suppressed LH-stimulated TR3 mRNA levels. In addition, forskolin and TPA mimicked the LH action on the induction of TR3 gene, implying the role of protein kinase A and C activation. Conclusion : Taken together, the present study demonstrates that TR3 gene was rapidly and transiently induced by LH in human luteinized granulosa cells. The results imply that TR3 may play a role in ovulation by initiating a cascade of ovulation-specific gene expression in response to LH.