Differential Gene Expression Regulation by Androgen Hormone in Different Sites of Human Hair Dermal Papilla Cells : 유전자칩을 이용한 모유두 세포의 유전자 분석

국문 초록 (Abstract)

남성형탈모가 진행되면서 전두부쪽은 탈모가 진행되고 수염은 반대로 자라게 되는 양극단의 모발의 차이를 이해하는 것이 탈모의 발생원인과 치료약물개발의 중요한 열쇠가 될 것이다.
본 연구는 어떻게 하여 동일한 남성호르몬이 어떤 부위의 털은 자라게 하고 어떤 부위의 털은 빠지게 하는지 그 기전을 알아보고자 하였다.
본 연구는 남성형탈모나 모발 연구에 가장 중요한 세포인 모유두세포를 분리, 배양하여 수염이나, 탈모가 진행되는 전두부, 그리고 후두부의 모유두세포가 어떠한 차이가 있고 남성호르몬에 각각 어떻게 반응하는지를 알아보았다. 배양된 모유두세포에 남성호르몬에 대한 반응을 알아보기 위하여 남성형탈모를 유발하는 남성호르몬인 DHT를 처치하여 각 세포의 유전자 발현 변화를 유전자 칩을 이용하여 비교하였다. 사용된 유전자칩은 자체 개발한 5700개짜리 유전자가 심어져 있는 5.7K cDNA 칩과 Affymetrix사 Human Genome U133 칩을 이용하였다.
유전자칩을 이용한 전두부와 수염의 모유두세포 유전자 발현비교에서, DHT를 처치하지 않은상태에서, 수염쪽은 WNTs 신호 활성화에 관여하는 SFRP 단백질과 IGF 단백질이 많이 발현되었고, 또한 VEGF와 같이 혈관 생성을 촉진시키는 단백질이 많이 발현 되었다. 반면, 전두부쪽에서는 WNTs 활성화 단백질이나 IGF보다는 퇴행기에 관여하는 유전자인 TGF β2가 더 많이 발현되었으며, 혈관생성을 억제하는 thrombospondin과 heat shock protein, P21 activate kinases/Rb과 같은 스트레스 관련 유전자들이 많이 발현되었다. 즉 전두부의 모유두세포는 배양시 이미 많은 스트레스를 받았거나 노화된 세포 상태임을 알 수 있었다.
배양된 전두부의 모유두세포는 DHT 자극에 잘 반응하지 않았으나, DHT 자극에 반응하여 증가하는 유전자 중 하나가 DKK 1 이었다. DKK 1은 WNT 신호전달계에 관여하는 유전자로 WNT 신호를 억제하는 주요한 인자 중 하나이다. DHT 자극으로 모유두세포에서 분비된 DKK?1이 상피세포의 분열을 억제할 것으로 생각된다. DHT에 의해 전두부 모유두세포에서 분비되는 DKK 1은 수염에서는 전혀 증가되지 않았으며 오히려 EGFL6와 EDA2 수용체와 같은 모발성장 인자가 증가하였다. 따라서 수염에서는 전두부 모발과는 달리 DHT에 의해 더욱 잘 자라게 될 것으로 생각된다.
결론적으로 DHT는 수염에서는 EGFL6나 EDA2 수용체를 mediate하여 IGF 2를 많이 만들어 털을 더 많이 자라게 하고 전두부쪽은 DKK 1과 TGF β pathway를 통해 모발의 성장을 억제하여 탈모가 되는 것을 알 수 있다. 이들 유전자에 대한 계속적인 연구는 모발 형성과 전두부 탈모로 나타나는 남성형 탈모의 기전을 밝히고 나아가 새로운 기전의 치료제를 개발하는데 기여할 수 있을 것이다.

목차 (Table of Contents)

• Introduction = 1
• Materials and Methods = 3
• Isolation of dermal papilla = 3
• DP cell culture = 3
• Total RNA extraction = 4
• Isolation of mRNA = 4
• RNA amplification using in vitro transcription method = 5
• Microarray Analysis = 6
• Data Analysis = 8
• RT-PCR analysis = 10
• Result = 11
• Growth characteristics of dermal papilla = 11
• Gene array analysis = 11
• Differential gene expression between beard and frontal DP cells = 12
• DKK-1 is induced by DHT in frontal DPCs but not in beard DPCs = 13
• Epidermal growth factor-like 6 and = 13
• Table 1 = 14
• Table 2 = 15
• Table 3 = 16
• Table 4 = 16
• Table 5 = 17
• Figure 1 = 18
• Figure 2 = 18
• Figure 3 = 19
• Discussion = 20
• Summary = 28
• References = 29