생쥐 배아의 부화에 관여하는 Trypsin 유사 효소의 발현과 역할

Expression and Role of Trypsin-Like Enzyme Involved in Hatching of Preimplantation Mouse Embryos

생쥐 초기배아의 체외배양 시 부화에 관련된 단백질 분해효소의 발현 시기와 존재부위를 알아보고 trypsin억제제 benzamidine을 배양액에 첨가하여 부화효소의 역할을 살펴보았다. 부화 효소로 제안되고 있는 trypsin 유사효소의 발현부위를 확인하기 위해 rhodamine이 부착되어 있는 Trypsin subsfrate probe를 이용하여 형광염색하였다. 생쥐 배아의 발생과정에서 trypsin 유사효소의 발현은 후기 상실 배아에서부터 관찰되었으며, 포배기 배아에서는 영양배엽 표면에서 전체적으로 관찰되었다. 특히, 부화가 진행되고 있는 배아의 부화 개시 부위 (blebbing)에서 그 염색 정도가 상대적으로 강함을 확인할 수 있었다. 생쥐 4-세포기 배아의 체외배양 시 배양액에 trypsin 억제제인 benzamidine을 ImM 농도로 첨가하였을 때 포배기로의 발생률은 영향을 받지 않았지만, 부화율은 15.8%로 대조군의 83.0%에 비해 유의하게 (p<0.02) 낮게 나타났다. 배아의 발생단계에 따라 5mM의 benzamidine을 12시간 동안 처리한 경우 부화율이 8.7%로 대조군의 83.0%에 비해 유의하게(p<0.01)낮았다. 결론적으로, trypsin 유사효소는 초기 포배기에서부터 발현되기 시작하며 특히, 후기 포배기에서 그 효소의 작용이 부화 과정에 커다란 영향을 미치는 것이 확인되었다. 또한 배양중 부화 과정에서는 배아 자체에서 분비되는 trypsin 유사효소의 역할만으로도 부화할 수는 있지만 생체 내에서는 배아와 자궁내막 상피와의 상승적 상호 작용에 의해 부화과정이 더 활발히 진행되는 것으로 생각된다.

This study was conducted to investigate the expression pattern of Trypsin-like enzyme and the effect of a trypsin inhibitor(benzimidine) on hatching process during in-vitro culture of mouse preimplantation embryos. The Trypsin-like enzyme was identified by rhodamine-conjugated Trypsin substrate probe. The expression of trypsin-like enzyme was firstly detected at the late morula stage, and the enzyme was uniformly localized in the trophectoderm of late blastocysts. Especially, intense fluorescence was observed in the blebbing area of hatching blastocysts. Bisbenzamidine, contained in culture media, did not alter embryonic development from 4-cell stage to the expanded blastocyst but decrease the hatching rate in ImM concentration (15.8% vs 89.7%, p<0.02). In the treatment of bisbenzimidine (5mM) for 12 hours according to the embryonic stage of mouse, the hatching rate of control (83.0%) and treatment in late blastocysts (8.7%) were significantly (p<0.01) different. From these results, we suggested that the hatching enzyme having trypsin-like activity was localized from the late morula stage, and the hatching process by this enzyme was activated in the late blastocyst stage of mouse embryos.