Abstract
Vitellogenin(Vg) is a sex specific serum protein present in sexually maturing female blood of oviparous vertebrates. Estrogen($E_2$) is a main inducer of hepatic Vg synthesis. We investigated the effects of androgen and growth hormone(GH) on regulation of Vg and estrogen receptor(ER) genes in Japanese eel. Immature eels($200{\sim}250\;g$) were given a single injection of $E_2(5{\sim}5,000\;{\mu}g/kg\;bw)$ alone, or in combination with eel recombinant GH(eGH, $1{\sim}10\;{\mu}g/kg$) or methyltestosterone(MT, $1{\sim}5\;mg/kg$) and sacrificed 10 days after the hormone treatments. Expression levels of ER and Vg genes from the liver were determined by means of reverse transcription and polymerase chain reaction(RT-PCR). Administration of $E_2$ stimulated Vg gene expression in a dose dependent manner. Levels of Vg mRNA after the injection of $E_2(500\;{\mu}g/kg)$ with MT(5mg/kg) or eGH($10\;{\mu}g/kg$) were much higher than in that of $E_2$ alone($500\;{\mu}g/kg$). Whereas, injection of either vehicle, eGH ($10\;{\mu}g/kg$) or MT(5mg/kg) alone did not induce the expression of Vg gene in the liver. ER mRNA was detected from the fish treated with vehicle alone. $E_2$ injection($5{\sim}500\;{\mu}g/kg\;bw$) increased this ER expression but dose dependent response was not clear. Addition of MT(5mg/kg) or eGH($10\;{\mu}g/kg$) did not affect $E_2-stimulated$ ER mRNA expression. This study confirms the necessity of $E_2$ as the primary factor for Vg gene expression and requirement of additional hormones such as MT or GH for the full expression of Vg mRNA, and suggests that the additive effect of MT or GH on Vg gene expression would be mediated by some unknown factors other than ER.
Vg은 난생 척추동물의 성숙한 암컷 혈청에 존재하는 성 특이 단백질로서 $E_2$에 의해 합성이 유도된다. 본 연구는 뱀장어 Vg과 ER 유전자 발현에 대한 androgen과 성장호르몬(GH)의 영향을 조사하였다. 미성숙 뱀장어($200{\sim}250g$)에 $E_2(5{\sim}5,000\;{\mu}g/kg\;bw)$, 뱀장어 recombinant GH(eGH, $1{\sim}10\;{\mu}g/kg$) 또는 methyltestosterone(MT, $1{\sim}5\;mg/kg$)를 각각 단독 또는 eGH 또는 MT와 혼합하여 주사한 후 10일 후에 샘플을 채취하였다. 간 ER과 Vg mRNA는 RT-PCR을 이용하여 분석하였다. $E_2$에 의해 발현된 Vg 유전자는 농도 의존적으로 증가하였다. $E_2(500\;{\mu}g/kg)+MT(5mg/kg)$ 또는 $E_2(500\;{\mu}g/kg)+eGH(10\;{\mu}g/kg)$의 처리는 각각 $E_2$ 단독처리에 비해 높은 Vg mRNA의 발현을 유도하였다. eGH($10\;{\mu}g/kg$) 또는 MT(5mg/kg) 단독 처리는 Vg mRNA 발현을 유도하지 못했다. 한편 ER mRNA의 발현은 호르몬 처리에 관계없이 관찰되었다. Vg mRNA와 마찬가지로 ER mRNA의 발현도 $E_2(5{\sim}500\;{\mu}g/kg\;bw)$ 처리에 의해 농도 의존적으로 증가하는 경향이 있었으나 통계적 유의차는 없었다. $E_2(500\;{\mu}g/kg)$와 MT(5mg/kg) 또는 eGH($10\;{\mu}g/kg$)의 혼합투여 또한 $E_2$에 의해 유도된 ER mRNA 발현을 증가시키지 못했다. 결론적으로 Vg 유전자 발현에 있어서 $E_2$는 없어서는 안 되는 필수요소이지만 $E_2$ 자체만으로는 충분한 Vg 유전자를 발현하지 못하고 GH 또는 웅성호르몬 등의 도움이 필요하다. 또한 MT 또는 GH는 ER 유전자 발현에 영향을 미치지 못하며 다른 경로를 통해 Vg 유전자 발현에 관여하는 것으로 생각된다.
(Division of Applied Biological Sciences, Sun Moon University)
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