Study on the Regulation of KAP3 Gene Involved in the Brain Sexual Differentiation by DDT during the Critical Period of Fetal and Neonatal Age

출생 전.후 뇌의 성분화 결정시기에 DDT에 의한 KAP3 유전자 조절에 대한 연구

A large number of man-made chemicals that have been released into the environment have the potential to disrupt the endocrine system of animals and humans. There is a critical developmental period during which sexual brain differentiation proceeds irreversibly under the influence of gonadal hormone. Recently we identified KAP3 gene expressed during the critical period of rat brain sexual differentiation. KAP3 functions as a microtubule-based motor that transports membranous organelles anterogradely in cells, including neurons. In the present study, we aimed to investigate the effect of endocrine disrupter, Dichlorodiphenyl trichloroethane (DDT), on the KAP3 gene expression during critical period of rat brain development. Maternal exposure to DDT increased the level of KAP3 mRNA in male and female fetus brains when examined on the gestational day 17 (GDl7). In postnatal day 6, DDT suppressed the expression of KAP3 gene in male and female rat brain. Also, the body weight and fertilization rate were decreased in the DDT exposured rats. These results showed that endocrine disrupter, DDT, can affect the transcriptional level of brain sexual differentiation related gene, KAP3, in the prenatal and the neonatal rat brain and that maternal exposure to endocrine disruptors may lead to a toxic response in embryonic differentiation of brain. And so KAP3 gene may be used a gene maker to analyse the molecular mechanism for toxic response in animal nerve tissues exposed to endocrine disruptors.

환경에 방출되어 있는 많은 내분비교란물질들은 사람과 동물의 내분비계에 교란을 일으킬 수 있는 잠재력을 가진다. 뇌의 성분화는 생식소 호르몬 영향하에 비가역적으로 진행되며 흰쥐의 경우 이 시기는 임신말기에서 생후 7∼10일 가량이다. 최근에 본 연구진은 횐쥐의 뇌 성 분화의 결정적인 시기에 발현되는 KAP3유전자를 클로닝하였다 (Choi ＆ Lee, 1999). KAP3의 기능은 신경세포를 포함한 세포에서 aronal tansport를 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 흰쥐 뇌 발생의 결정적인 시기에 내분비 교란물질인 Dichlorodiphenyl trichloroethane (DDT)가 KAP3유전자 발현과 성분화에 미치는 영향을 검토하였다. DDT에 노출된 임신 17일된 흰쥐 태아 암컷과 수컷의 뇌에서 KAP3 mRNA의 발현이 증가하였다. 그러나 출생후 DDT에 노출된 흰쥐 암컷과 수컷의 뇌에서는 KAP3 mRNA의 발현은 감소하였다. 또한 태어난 직후 DDT에 노출된 경우 체중이 현저히 감소하였으며 수정율도 DDT에 노출되지 않은 흰쥐에 비하여 크게 낮았다. 이러한 결과는 내분비 교란물질인 DDT가 뇌의 성 분화와 관련된 유전자인 KAP3의 전사에 영향을 미치며, 내분비 교란물질에 노출된 태아의 뇌 분화에서 독성을 보이는 것을 의미한다. 그리고 KAP3유전자는 동물의 신경세포의 발생에 미치는 내분비 교란 물질의 독성을 분자생물학적으로 연구하기 위한 유전자 지표로도 사용 가능하다고 생각된다.