폐쇄성과 비폐쇄성 무 정자증 환자의 고환 내 세포 자연사 관련 인자들의 발현 변화와 SELDI-TOF Mass Spectrometry를 이용한 단백질 발현 분석

Differential Expressions of Apoptosis Regulators and Protein Profiling by SELDI-TOF Mass Spectrometry in Human Testis with Obstructive and Non-obstructive Azoospermia

연구목적: 본 연구에서는 비폐쇄성 무정자증 환자에서 나타나는 정자형성과정의 이상과 고환세포의 세포자연사와의 연관관계 여부를 확인하였다. 또한 SELDI-TOF MS 분석을 통하여 고환 내 단백질 발현 양상을 확인하고, 질환에 따른 효과적인 biomarker 개발 가능성 여부를 확인하였다. 재료 및 방법: RT-PCR 및 면역조직화학법을 사용하여 고환에서의 Fas, FasL, Bcl-2, Bax와 Caspase-3의 발현 양상을 확인하고, in situ DNA 3'-end-labelling 방법으로 고환세포의 세포자연사 양상을 확인하였다. SELDI-TOF MS 분석법에 의한 고환의 병리학적 소견에 따른 단백질 발현 변화는 소수성 칩 ($H_4$)을 사용하여 분자량 10~100 kDa 범위 내에서 분석하였다. 결 과: 정상적인 정자형성과정을 보이는 폐쇄성 무정자증 환자의 고환에 비해 지주세포 증후군 (Sertoli cell only syndrome)과 성숙정지 (maturation arrest)를 보이는 고환 내 생식세포와 지주세포에서 세포자연사가 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있었다. 세포자연사 관련인자들의 발현 양상을 확인한 결과, 지주세포 증후군과 성숙정지 환자군에서 Fas와 FasL mRNA의 발현이 증가하였으나, bcl-2, bax와 caspase-3 mRNA 발현의 경우에는 두 질환 모두에서 유의한 차이를 확인할 수 없었다. FasL 단백질 발현의 경우, 세포자연사의 증가가 관찰되었던 지주세포 증후군과 성숙정지를 보이는 환자의 간질세포와 지주세포에서 증가하는 양상을 나타내었다. SELDI-TOF MS 분석 결과에서 폐쇄성 무정자증 환자군에 비해 전체적인 단백질 발현양이 지주세포 증후군과 성숙정지 환자의 고환에서 감소하는 양상을 보였으며, 특히, 16.730 kDa 단백질의 현저한 감소를 확인할 수 있었다. 결 론: 본 연구결과를 통해 비폐쇄성 무정자증 환자에서 나타나는 정자형성과정의 장애는 생식세포의 비정상적인 세포자연사와 연관되어 있으며, 고환 내 Fas와 FasL의 비정상적인 발현이 주된 원인인 것을 확인할 수 있었다. 또한, SELDI-TOF MS 분석법을 통한 단백질 발현 양상의 연구는 무정자증 환자에서의 다양한 병리학적 소견을 쉽게 파악할 수 있는 biomarker 발굴뿐만 아니라 질환의 원인규명을 위한 연구에도 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.