Abstract
Steroid hormones control the expression of many cellular regulators, and a role thor estrogen in mouse oocytes has been well documented. The preovulatory $E_2$increment is generally accepted as the endocrine process regulating induction of in vivo oocyte maturation To address whether the activity of the T-type $Ca^{2+}$ channel is altered by 17 beta-estradiol ( $E_2$), we examined the actions of $E_2$on the calcium channel of mouse oocytes and early embryos. Oocrtes were collected from the oviduct of mice treated with pregnant mare's serum gonadotropin (PMSG) and human choronic gonadotropin (hCG). Whole cell voltage clamp technique and confocal microscopy were used to examine that $E_2$increase intracellular $Ca^{2+}$ concentration ([C $a^{2+}$]$_{i}$ ) via voltage dependent $Ca^{2+}$ channel (VDC) and estrogen receptor (FSR), and $E_2$concentration by the use of radioimmunoassay (RIA) were examined in mouse. The results obtained were as follows: The peak of $Ca^{2+}$ current induced by $E_2$increased 122% to 1.50$\pm$0.03 nA from 1.23$\pm$0.21 nA (n=15) in the presence of 5 mM extracellular $Ca^{2+}$ concentration ([C $a^{2+}$]$_{o}$ ). The increased $Ca^{2+}$ current was temporally associated with $Ca^{2+}$ transients. The intracellular $Ca^{2+}$ level increased 207%~30 s following the addition of 1${\mu}{\textrm}{m}$ $E_2$(relative fluorescence intensity: 836.4$\pm$131.2 for control, n=10, 1736.4$\pm$192.0 in the presence of $E_2$, n=10). $E_2$increased amplitude of $Ca^{2+}$ current and [C $a^{2+}$]$_{i}$ . $E_2$-induced $Ca^{2+}$ current and $E_2$concentration in blood were showed difference on the stage of embryo. These results suggest that $E_2$modulate $Ca^{2+}$ channel to increase $Ca^{2+}$ influx.$Ca^{2+}$ influx.
배분화과정시 나타나는 $Ca^{2+}$ 변화에 미치는 $E_2$의 영향을 알아보고자 whole cell voltage clamp 기법, 방사선 등위원소 면역측정법, 그리고 공초점 현미경을 통하여 $E_2$처리 후 나타나는 $Ca^{2+}$ 전류 변화 및 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 변화를 조사하였다. 생쥐의 미성숙 난자는 난소의 난포를 천자하고, 배란난자는 과배란 처리 후 난관에서 회수하였다. 수정란은 과배란 처리 후 수컷 생쥐와 교미를 유도한 후 각각의 단계에 맞는 수정란을 채란하였다. 혈중 $E_2$의 농도는 심장을 천자하여 혈액을 채취한 후 배발달 단계와 호르몬 처리 시간이 일치하는 혈액만을 사용하였다. 본 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. $E_2$처리시 미성숙난자의 제 1극체 형성률 (성숙의 지표)은 $E_2$를 처리하지 않은 난자(83% : 83/100)보다 $E_2$를 처리한 난자 (94%, 94/100)에서 유의적 (P<0.05)으로 높게 나타났다. 2. $E_2$를 처리하였을 때 $Ca^{2+}$ 내향전류의 변화는 -10 mV에서 -1.23$\pm$0.01 nA (n=15)에서 -1.50$\pm$0.03 nA (n=15)로 122% 상승함으로써 유의한 (P<0.05) 변화를 보였다. 3. $E_2$를 처리하지 않은 난자 및 수정란을 1로 한 후 $E_2$를 처리한 난자 및 수정란의 변화를 상대적인 값으로 표시하였다. $E_2$처리한 난자는 1.22$\pm$0.17 (n=10), $E_2$처리한 전핵배는 1.20$\pm$0.14 (n=10), $E_2$처리한 2세포기배는 1.07$\pm$0.01 (n=10), 4세포기배는 1.05$\pm$0.09 (n=10)를 나타냄으로써 수정란의 단계마다 $E_2$의 반응 결과가 차이가 남을 알 수 있었다. 4. $E_2$농도 곡선에서 PMSG 처리 후 $E_2$의 혈중농도는 계속적인 상승을 보이다가 배란시기에 최고치를 나타내었으며, 배란 후 다시 감소하여 8세포기에서는 급격한 감소현상이 나타났다. 이후 다시 상실기를 거쳐 배반포기 임신기간동안 $E_2$의 농도가 상승하였다. 5. $E_2$처리 후 세포내 $Ca^{2+}$ 농도변화의 결과로, $E_2$를 처리하지 않은 난자들의 세포내 $Ca^{2+}$ 농도는 836.4$\pm$131.2 (n=10), $E_2$를 처리한 난자들은 1736.4$\pm$192.0 (n=10)로써 유의한 (P<0.05) 차이를 보였다. 이상의 결과로부터 $E_2$처리에 의한 세포내 $Ca^{2+}$ 농도 상승은 $E_2$가 $Ca^{2+}$ 통로를 자극함으로써 세포바깥의 $Ca^{2+}$이 세포안으로 이동하여 나타나는 변화로 생각된다.
