• 제목/요약/키워드: fetal programming

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출생 전 스트레스에 의해 프로그램된 후생학적 반응 : $F_1$ 수컷 흰쥐 모델 (Epigenetic Responses Programmed by Prenatal Stress : $F_1$ Male Rat Model)

  • 이성호
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제12권2호
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    • pp.117-124
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    • 2008
  • 지구상의 모든 생명체들은 자신의 생존과 종의 영속성을 보장하기 위해 우호적이지 않은 환경 변화에 대응하기 위한 효과적인 전략을 발전시켜왔다. 그 결과, 생명체들은 환경요인들의 변화에도 불구하고 체내 생리적 환경의 역동적인 평형, 즉 항상성(homeostasis)을 유지해 나간다. 스트레스는 항상성을 위협하는 정서적 그리고 물리적 반응이다. 스트레스는 일시적일 뿐만 아니라 거의 영구적인 영향을 개체에 줄 수 있는데, 특히 출생전 스트레스는 유전 코드의 변경없이 성체의 기능과 구조를 바꿀 수 있는 '후생학적 프로그래밍'을 할 수 있음이 최근의 연구들에 의해 알려졌다. 본 논문에서는 출생 전 스트레스를 받은 수컷 흰쥐에서 나타나는 생식과 연관된 일련의 사건들, 예를 들어 성적 이형현상을 보이는 뇌 지역의 변화, 신경전달물질 대사의 수정, 생식내분비 상태의 변화, 그리고 마지막으로 성행동의 이상들을 소개한다. 태아의 뇌는 출생전 프로그래밍에 극히 민감한데, 특히 글루코코티코이드는 강력한 뇌-프로그래밍 능력을 갖고 있다. 모체 스트레스에 의해 유도된 글루코코티코이드 입력에 의한 태아 뇌의 지속적인 과도 활성은 신경 가소성을 증가시키는 새로운 프로그램을 제공할 것이다. 그리고 증가한 신경 가소성은 환경 도전 속에서 개체가 더 잘 적응하도록 하는 증가된 표현형의 가소성에 대한 기초가 될 것이다. 결론적으로, '혹독한' 환경을 태아기에 경험한 개체는 미래에 자신의 생존 가능성을 높이기 위해 번식능력을 일부 포기하도록 후생학적으로 (재)프로그램하는 것으로 추정된다.

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Prenatal Stress Induces Skeletal Malformations in Mouse Embryos

  • Kim, Jongsoo;Yun, Hyo Jung;Lee, Ji-Yeon;Kim, Myoung Hee
    • 대한의생명과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.15-22
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    • 2015
  • Dexamethasone, a synthetic glucocorticoid (GC), is clinically administered to woman at risk for premature labor to induce fetal lung maturation. However, exposure to repeated or excess GCs leads to intrauterine growth restriction (IUGR) and subsequently increases risk of psychiatric and cardio-metabolic diseases in later life through fetal programming mechanisms. GCs are key mediators of stress responses, therefore, maternal nutrient restriction or psychological stress during pregnancy also causes negative impacts on birth and neurodevelopment outcome of fetuses, and other congenital defects, such as craniofacial and skeletal abnormalities. In this study, to examine the effect of prenatal stress on fetal skeletal development, dexamethasone (1 mg/kg [DEX1] or 10 mg/kg [DEX10] maternal body weight per day) was administered intraperitoneally at gestational day 7.5~9.5 and the skeletons were prepared from embryos at day 18.5. Seven out of eighteen (39%) embryos treated with DEX10 showed axial skeletal abnormalities in either the T13 or L1 vertebrae. In addition, examination of the sternum revealed that xiphoid process, the protrusive triangular part of the lower end of the sternum, was bent more outward or inward in DEX group embryos. In conclusion, our findings suggest a possible link to the understanding of the effect of uterine environment to the fetal skeletal features.

Genetic, management, and nutritional factors affecting intramuscular fat deposition in beef cattle - A review

  • Park, Seung Ju;Beak, Seok-Hyeon;Jung, Da Jin Sol;Kim, Sang Yeob;Jeong, In Hyuk;Piao, Min Yu;Kang, Hyeok Joong;Fassah, Dilla Mareistia;Na, Sang Weon;Yoo, Seon Pil;Baik, Myunggi
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제31권7호
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    • pp.1043-1061
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    • 2018
  • Intramuscular fat (IMF) content in skeletal muscle including the longissimus dorsi muscle (LM), also known as marbling fat, is one of the most important factors determining beef quality in several countries including Korea, Japan, Australia, and the United States. Genetics and breed, management, and nutrition affect IMF deposition. Japanese Black cattle breed has the highest IMF content in the world, and Korean cattle (also called Hanwoo) the second highest. Here, we review results of research on genetic factors (breed and sex differences and heritability) that affect IMF deposition. Cattle management factors are also important for IMF deposition. Castration of bulls increases IMF deposition in most cattle breeds. The effects of several management factors, including weaning age, castration, slaughter weight and age, and environmental conditions on IMF deposition are also reviewed. Nutritional factors, including fat metabolism, digestion and absorption of feed, glucose/starch availability, and vitamin A, D, and C levels are important for IMF deposition. Manipulating IMF deposition through developmental programming via metabolic imprinting is a recently proposed nutritional method to change potential IMF deposition during the fetal and neonatal periods in rodents and domestic animals. Application of fetal nutritional programming to increase IMF deposition of progeny in later life is reviewed. The coordination of several factors affects IMF deposition. Thus, a combination of several strategies may be needed to manipulate IMF deposition, depending on the consumer's beef preference. In particular, stage-specific feeding programs with concentrate-based diets developed by Japan and Korea are described in this article.

심신과학으로서의 태교 (Taekyo as Mind and Body Science)

  • 이경혜;배경의
    • 부모자녀건강학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.61-72
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    • 2004
  • This study investigates the history and principles of Korean traditional Taekyo by literary research. Taekyo is compared with prenatal care of modern western medicine, and its principles turn out to be just as scientific. Suggestions are made for a nurse to apply Taekyo principles to nursing care. Traditional Taekyo is an antenatal training which emphasizes how an expectant mother should carry herself (behavior) and a frame of mind she should have (her attitude) in order to produce a child with sound mind and body, as well as good personality. Though Taekyo has been originated in China 2,800 years ago, it has been recorded comprehensively in Korea in a series of publications such as Taekyoshingi, and Kyuhapchongseo, and passed on in a various verbal transitions like Samtaedo, Oliltaedo, etc. Taekyo principles can be explained by yin and yang theory, quantum theory, chaos theory, fetal programming, and social support theory. Some part of Taekyo shares the same scientific ground with prenatal care advocated by modern nursing care for women, where it emphasizes the role of a father, and participation of the whole family in helping an expectant mother. Applying Taekyo principles to nursing care is being done through Taekyo programs, which combine traditional Taekyo with modern prenatal care, in classes for child birth and many pregnant women participate. On the other hand, some internet Taekyo programs appear to be rather distorted and overzealous. A nurse has a responsibility to present a guideline and to monitor internet sites, so that pregnant women can understand the correct concept of traditional Taekyo before they practice it.

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저출산 시대와 모성의 건강증진 (Low Fertility Era and Maternal Health Promotion)

  • 전병주
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.162-173
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    • 2014
  • OECD회원국 가운데 10여년 넘게 지속적으로 합계출산율이 1.3명 미만을 기록한 국가는 한국이 유일하다. 2006년부터 정부는 인구정책을 본격적으로 추진하고 있으나, 한번 떨어진 출산율은 도무지 회복될 기미를 보이지 않고 있어서 '저출산의 덫'에 빠져있다고 볼 수 있다. 이러한 저출산이 지속되는 경우에는 국가경쟁력은 물론이고 국가의 존속 자체를 위협할 수 있는 심각한 문제가 발생할 수 있다. 한국 사회에서는 학업과 취업으로 인해 여성의 출산이 점점 늦어지고 있으며, 열악한 근로환경에 의해 임신에 부적절한 건강상태를 초래하기도 하므로 가임기 여성과 임산부에 대한 건강관리는 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 저출산 시대에 있어 주요 국제기구와 국가가 추진하는 모성 중심의 건강증진 전략을 살펴보고, 이를 토대로 한국 사회에서의 모성 건강증진 정책에 대한 문제점을 분석하여 그들을 위한 보다 효과적인 건강증진 방안을 몇 가지 제시하였다.

Maternal high-fructose intake during pregnancy and lactation induces metabolic syndrome in adult offspring

  • Koo, Soohyeon;Kim, Mina;Cho, Hyun Min;Kim, Inkyeom
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제15권2호
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    • pp.160-172
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    • 2021
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: Nutritional status and food intake during pregnancy and lactation can affect fetal programming. In the current metabolic syndrome epidemic, high-fructose diets have been strongly implicated. This study investigated the effect of maternal high-fructose intake during pregnancy and lactation on the development of metabolic syndrome in adult offspring. SUBJECTS/METHODS: Drinking water with or without 20% fructose was administered to female C57BL/6J mice over the course of their pregnancy and lactation periods. After weaning, pups ate regular chow. Accu-Chek Performa was used to measure glucose levels, and a tail-cuff method was used to examine systolic blood pressure. Animals were sacrificed at 7 months, their livers were excised, and sections were stained with Oil Red O and hematoxylin and eosin (H&E) staining. Kidneys were collected for gene expression analysis using quantitative real-time Polymerase chain reaction. RESULTS: Adult offspring exposed to maternal high-fructose intake during pregnancy and lactation presented with heavier body weights, fattier livers, and broader areas under the curve in glucose tolerance test values than control offspring. Serum levels of alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, glucose, triglycerides, and total cholesterol and systolic blood pressure in the maternal high-fructose group were higher than that in controls. However, there were no significant differences in mRNA expressions of renin-angiotensin-aldosterone system genes and sodium transporter genes. CONCLUSIONS: These results suggest that maternal high-fructose intake during pregnancy and lactation induces metabolic syndrome with hyperglycemia, hypertension, and dyslipidemia in adult offspring.

한우 태아기 6, 9개월령 등심 조직의 전사체 분석을 통한 근생성 및 지방생성 관여 유전자 발굴 (Transcriptome Analysis of Longissimus Tissue in Fetal Growth Stages of Hanwoo (Korean Native Cattle) with Focus on Muscle Growth and Development)

  • 정태준;정기용;박원철;손주환;박종은;채한화;권응기;안준상;;이지웅;임다정
    • 생명과학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.45-57
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    • 2020
  • 동물의 근섬유는 배아기와 태아기를 거치며 형성하게 되며 출생 후에는 상처 치유를 위한 것 외에 근섬유 수를 늘리는 순수한 근섬유 형성은 없으며, 이미 존재하고 있는 근섬유의 비대로 근육의 성장이 이뤄진다. 따라서 태아기의 근육의 성장과 발달이 성체의 근육량 및 조성에 미치는 영향이 매우 크며 이 시기에 발현되는 유전자 및 기능을 구명하는 것은 최종적으로 육질, 육량에 개선시키기 위한기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. 하지만 한우에서의 연구는 전무한 실정이다. 본 연구는한우 태아기 성장 단계별 근육의 성장과 발달에 관여하는 유전자를 찾기 위한 전사체 분석을 수행하였다. 한우 태아기 6, 9개월령 등심 조직 시료에서 생산한 전사체 자료를 대상으로 DESeq2와 edgeR을 활용하여 성장단계별 유전자의 발현량을 분석하여 차등발현유전자군을 추출했으며, 2개 소프트웨어서 공통적으로 추출된 유전자군(6개월령 특이 발현 유전자 913개, 9개월령 특이 발현 유전자 233개)을 차등발현유전자로 구명 하였다. 차등발현유전자군으로 분류하였다. 차등발현유전자군을 활용하여공발현 유전자 네트워크 분석을 구성하였으며, 유사한 발현 양상을 보이는 유전자들을 그룹화하여 6개월령 특이 발현 유전자군 5개, 9개월령 특이 발현 유전자군 2개의 모듈로 분류했다. 각 모듈은 Gene Ontology (GO) 및 KEGG pathway 분석으로 유의한 기능을 확인하였다. 그 결과, 한우 태아기 6, 9개월령 특이 발현 유전자 네트워크 중, 근육과 지방생성 대사회로와 관련된 2개의 모듈에 대해 네트워크 내에 허브 유전자를 선정할 수 있었다. STRING을 활용하여 단백질 상호작용 네트워크를 구성하고, MCC (maximal clique centrality) 점수를 활용하여 상위 10%의 유전자들을 공발현 분석의 모듈내 허브 유전자로 선정하였다. 그 결과 6개월령 특이 발현 유전자군의 모듈에서는 axin1(AXIN1) 유전자, 9개월령 특이 발현 유전자군 모듈에서는 succinate-CoA ligase ADP-forming beta subunit(SUCLA2) 유전자가 허브 유전자로 확인되었다. AXIN1 유전자는 선행 연구를 통해 6개월령에서 9개월령으로 넘어가면서 근섬유 수의 증식이 억제되고 지방생성이 활발히 이뤄지는 것에 핵심적인 역할을 하는 것으로 추정할 수 있었다. 또한, 시트르산 회로의 중요 요소인 SUCLA2 유전자는 소의 태아기 지방 조직 성장단계에 따라 유전자의 발현이 증가된다는 보고에 따라, 지방 대사와 관련된 유전자임을 알 수 있었다. 추후 한우 태아기 6, 9개월령에 특이적으로 발현된 유전자들을 대상으로 근육 및 지방 형성 관련 기능을 검증하는 후속 연구가 필요할 것이다.

Insulin-like Growth Factor Systems의 생식기능에서의 역할;자궁편 (Roles of the Insulin-like Growth Factor System in the Reproductive Function;Uterine Connection)

  • 이철영
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제23권3호
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    • pp.247-268
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    • 1996
  • 여포와 난포의 성숙, 배란과 착상, 임신의 유지와 태아의 성장 발달, 분만 및 유선발육과 비유 등 일련의 생식현상에서 있어서 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용이 중추적인 역할을 한다는 사실은 오래 전부터 알려져왔다. 그러나 이러한 일련의 현상에 고전적인 호르몬 외에도 다수의 성장인자가 관여되고 있음이 최근의 연구 결과 밝혀지고 있다. 생식기관에서 성장인자들은 대부분 autocrine/paracrine mode로 작용하여, 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용을 매개하거나 이들 호르몬 등과 교호적인 작용(synergy)을 한다. 생식기관 내 insulin-like growth factor(IGF) system은 최근 가장 활발히 연구된 분야 중의 하나로 생식현상의 전반에 걸쳐 중요한 역할을 하고 있음이 밝혀졌다. 본 지면에서는 IGF system에 관한 개괄적인 정보를 소개하고 현재까지 보고된 intrauterine IGF system에 관한 연구를 요약하고자 한다. IGF family는 IGF-I과 IGF-II ligands, 두종류의 IGF receptors(수용체), 그리고 지금까지 발견된 6종류의 IGF-binding proteins(IGFBPs)로 이루어져 있다. IGF-I과 IGF-II는 proinsulin과 상동한 구조를 가진 peptide로서 포도당과 아미노산 운반을 자극하는 등 insulin과 유사한 작용을 한다. 이 외에도 IGFs는 세포분열촉진제(mitogens)로서 여러 형태의 세포에 걸쳐 세포증식을 자극하고, 세포의 분화(differentiation)과 세포기능의 발현에 관여한다. IGFs는 간과 주로 messenchymal cells에서 발현되어 endocrine mode는 물론 autocrine/paracrine mode로 거의 모든 조직에 작용한다. IGF 수용체는 두종류가 알려져 있는데 type I IGF receptor는 tyrosine kinase로서 IGF-I과 IGF-II에 공히 high-affinity를 나타내고, 상기한 대부분의 IGFs의 작용을 매개한다. Type II IGF receptor 혹은 IGF-II/mannose-6-phosphate receptor는 두개의 서로 다른 binding sites를 가지고 있는데 IGF-II binding site는 IGF-II에만 high-affinity를 나타낸다. Type II IGF receptor의 주요 역할은 IGF-II를 lysosomal targeting하여 ligand를 파괴하는데 있다. 체액 속의 IGFs는 대부분 IGFBP에 결합되어 있다. IGFBPs는 IGF의 저장/운반체 혹은 IGF 작용을 조절하는 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 개개 IGFBP의 역할에 대해서는 지극히 제한된 정보만이 알려져 있다. IGFBPs의 IGF ligands에의 affinity는 IGF receptors의 IGFs에의 affinity보다 크기 때문에 대부분의 in vitro 상황 하에서 IGFBPs는 IGF 작용을 억제한다. IGFBP에 결합되어 있는 IGF가 어떤 기작에 의해 IGFBP로부터 분리되어 IGF receptor에 도달하는지는 알려지지 않고 있으나, 혈액과 조직액에 들어있는 불특정 IGFBP protease activity는 IGF의 방출과정에서 일역을 하는 것으로 믿어지고 있다. 최근 연구보고에 의하면 특정 in vitro 상황 하에서 IGFBP-1, -3, -5 등은 IGF와 무관한 작용도 있다는 증빙이 있어 IGF system의 또 다른 차원을 예고하고 있다. IGF family members의 mRNAs & proteins는 영장류, 설치류 및 가축의 자궁조직과 수태물(conceptus)에서 발현되어 자궁과 태아의 성장 발달에 중요한 역할을 한다. 자궁조직의 IGF system의 발현은 성선호르몬, 국소 생리조절인자 등에 의해 발현시기와 장소의 특이성이 결정되며, 발현된 IGFs와 IGFBPs는 autocrine/paracrine mode로 자궁조직에 작용하기도 하고, 자궁강에 분비되어 수태물의 성장 발달에 관여한다. 착상을 전후하여 수태물에서도 IGF system이 발현되는데 개개 IGF family member의 발현 시기는 모체로부터 유래된 mRNA의 유무, 수태물 자체의 genetic programming, 모체와의 상호작용 등에 의해 결정되고, IGFs의 작용 부위 역시 시간(생리적 상태)과 장소의 특이성이 있다. 이와같이 conceptus IGF system의 발현이 시간적, 공간적으로 조절되고있다는 사실은 IGFs가 수태물의 성장 발달에 일역을 한다는 가설을 간접적으로 지지해 준다. 자궁조직과 수태물에서 발현된 IGFs는 세포의 증식과 분화, 포도당과 아미노산의 운반과 단백질합성, placental lactogen과 prolactin 등과 같은 유선자극호르몬의 생성을 자극하고 스테로이드 호르몬의 합성에도 관여한다. 태아의 성장 발달에 있어서 IGFs의 역할은 embryo의 IGF-I, IGF-II, 혹은 IGF receptor gene을 homologous recombination technique에 의해 파괴(gene targeting)하여을 때의 결과로써 입증되었다. 생쥐의 IGF and/or IGF-II gene 혹은 IGF receptor gene을 파괴했을 때 출생 전후 모두 성장 발달이 지연되며 출생시 무게는 정상치의 30-60% 수준에 머물고, 특히 type I IGF receptor gene 혹은 IGF-I과 IGF-II genes를 모두 파괴했을 경우에는 출생 후 곧 치사한다. 자궁 내의 IGFBPs는 IGF ligands를 자궁 내에 제한시키거나 IGFs의 receptor binding을 억제하는 negative regulators 역할을 하는 것으로 믿어지고 있다. 그러나 영장류의 자궁에서 IGFBP-I과 같은 특정 IGFBP는 IGFs보다 월등히 많은 양이 발현 분비되고 있는 것으로 추산되고 있으며, 또한 이 단백질은 모체탈락막세포에서 분비되는 주요 단백질 중의 하나라는 점을 감안할 때 IGFBP-I이 IGF과 무관한 작용이 있을 가능성도 배제할 수 없다. 따라서 IGFBPs의 역할 규명은 IGF system을 이해하는데 중요한 부분을 차지하고 있어 향후 이 분야의 연구에 많은 기대와 촛점이 모여지고 있다.

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