Involvement of Phosphatidylinositol 3-Kinase in the Insulin Signaling in Preimplantation Mouse Embryos

생쥐 착상전 배아의 인슐린 신호전달 과정에 Phosphatidylinositol 3-Kinase의 관련성

A phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) is a upstream component of insulin signaling by which protein synthesis can be stimulated in many systems. To elucidate involvement of PI3K and its downstream mammalian target of rapamycin (mTOR) in the insulin signaling in pleimplantation mouse embryos, 8-cell embryos were cultured to blastocysts in the presence or absence of insulin and／or inhibitor drugs. The number of blastomeres per blastocyst, protein synthesis, and protein phosphorylation were examined. There was significant difference in embryonic development to blastocyst stage and hatching was potentiated by the insulin supplementation. The increase in the mean celt numbers per blastocyst was apparent in the insulin culture. Wortmannin, a PI3K inhibitor and rapamycin, an inhibitor of mTOR abolished the stimulatory effect of insulin on morphological development mitosis and protein synthesis. In autoradiography, phosphoproteins pp22 and pp30 which undergo phosphorylation in response to insulin were identified. Taken together, it can be suggested that PI3K and mTOR engaged in insulin signaling in the mouse embryo 8-cell onward and mediate embryotropic offset of insulin.

A phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)는 인슐린 신호전달의 상위구성 요소로 다양한 세포에서 단백질합성을 촉진한다. PI3K와 하위의 mammalian target of rapamycin (mTOR)가 착상전 생쥐 배아의 인슐린 신호전달에 관여하고 있는지의 여부를 조사하고자 하였다. 생쥐의 8-세포기 배아를 인슐린 또는 PI3K및 mTOR의 억제제를 포함한 조건에서 배양하면서 발생율, 할구수, 단백질합성 및 인산화를 조사하였다. 인슐린의 첨가는 포배형성과 부화 등 형태발생을 촉진하며 포배내 평균 할구수, 8-세포기 배아의 단백질 합성과 인산화를 유의하게 증가시켰다. PI3K의 억제제인 wortmannin과 mTOR를 억제하는 rapamycin은 인슐린에 의한 발생율, 포배내, 할구수, 단백질합성의 증가 효과를 상쇄하였다. 오토라디오그라피에서 두종의 인산화단백질인 pp22와 pp30의 인산화가 인슐린 처리에 의해 증가함을 확인하였다. 이상의 결과에서 생쥐 8-세포기 배아의 발생을 촉진하는 인슬린 신호의 전달에 PI3K와 mTOR가 관여함을 알 수 있다.