안전성평가연구원

 

조기폐경, 불임의 원인 다낭성 난소증후군과 교감신경 간 상관관계 가능성 입증 - 난모세포의 휴면상태를 유지하는 교감신경 전달신호 주요 인자 발견 -

  

□ 안전성평가연구소(소장 정은주)와 인하대학교(총장 조명우), 미국 텍사스 사우스웨스턴 의과대 유영재 교수 연구팀은 교감신경 전달신호가 휴면난모세포(Quiescent oocyte)를 유지하는 주요한 인자임을 확인하였다고 밝혔다.

□ 일반적으로 난모세포는 다세포동물의 암컷이 가지는 생식세포로 난자를 생성하는 세포이다. 여성은 태어나기 전에 이미 휴면난모세포 풀을 형성하며, 이는 사춘기 및 폐경의 시점을 결정하는 것으로 알려져 있다.

□ 난모세포는 난소에 휴면상태로 존재하며 원칙적으로 증식하지 않기 때문에 생식능력을 오래 유지하기 위해 필수적으로 휴면상태를 유지하게 된다. 하지만 휴면난모세포가 비정상적으로 분화하는 경우 불임과 조기폐경 등을 유발하는 주요한 원인으로 추측되고 있다.

□ 이번 연구 결과를 통해 교감신경에서 분비되는 무척추동물의 옥토파민과 척추동물의 노르에피네트린이 휴면난모세포의 유지에 필수적인 물질임을 확인하였으며, 교감신경 전달신호가 영양분의 상태에 따라 휴면난모세포의 보존상태를 조절하는 것으로 확인하였다.

□ 해당 연구는 무척추동물로 예쁜꼬마선충(Caenorabditis elegans), 초파리 (Drosophila melanogaster), 척추동물로 제브라피쉬 (Danio rerio)를 동물모델로 활용하였다.

□ 옥토파민이 결핍된 돌연변이 초파리에서 휴면난모세포 상태를 관찰하였을 때, 휴면난모세포를 축적하지 못한 것을 확인하였으며 반면 영양분을 섭취하지 못했음에도 정상 암컷 초파리가 휴면난모세포를 축적하는 것을 확인하였다.

□ 옥토파민을 만들지 못하는 예쁜꼬마선충과 초파리의 돌연변이체에 옥토파민을 외부에서 공급하게 되면 다시 정상적으로 휴면난모세포를 축적할 수 있다는 것을 확인함으로서 옥토파민이 무척추동물의 휴면난모세포 유지에 필수적이라는 것을 알 수 있다.

□ 또한 동물모델의 영양분 상태가 휴면난모세포의 활성화를 조절함으로서 교감신경 전달물질이 난모세포를 축적하거나 유지하는데 단독으로 기여하지 않으며 영양 상태가 임신에 영향을 줄 수 있다는 것을 추측할 수 있다.

□ 척추동물은 무척추동물의 옥토파민과 유사한 구조와 기능을 갖는 노르에피네프린을 교감신경으로부터 분비함으로서 동물이 스트레스에 저항할 수 있도록 다양한 생리학적 변화를 유도한다.

□ 척추동물 모델 제브라피쉬가 교감신경물질인 노르에피네프린에 결핍된 경우, 영양분이 제한되면 휴면난모세포를 유지하지 못함을 동일하게 확인함으로서 교감신경물질과 영양분이 휴면난모세포를 유지한다는 연구결과를 확인 할 수 있다.

□ 영양분이 충분한 좋은 환경에서는 영양분 신호가 난모세포의 성숙을 활성화 하는 신호로 작용하여 동물들이 많은 자손을 생산할 수 있게 되나, 영양분이 충분하지 않은 경우는 교감신경으로부터 분비되는 옥토파민 또는 노르에피네프린이 난모세포의 활성화를 억제하고 난모세포의 휴면상태를 유지시켜 소중한 난모세포들이 손실되지 않도록 보호해주는 신호로 작용한다.

□ 불임의 원인의 하나로 알려진 다낭성 난소 증후군(polycystic ovary syndrome, PCOS)과 교감신경의 상관관계는 임상적으로 입증되어 있으나, 정확한 기전은 알려져있지 않으며 또한 비만 및 과영양상태가 다낭성 난소증후군을 초래한다는 연구 결과도 많이 나오고 있으나 그 기전 또한 확인되지 않았다.

□ 이번 연구 결과는 과영양상태로 인해 몸의 영양분 인지가 과다하게 증가하면, 이에 균형을 맞춰줄 교감신경이 점차 고갈되어 결국 다낭성 난소 증후군을 유발할 수도 있다는 가능성을 제시해준다.

□ 경남바이오헬스연구지원센터(센터장 허정두) 현문정 박사는“이번 연구를 통한 휴면난모세포 유지 기전 확인 결과가 불임과 관련한 유해인자 탐색 및 치료제 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.”라고 말했다.

□ 한편, 해당 연구는 기관 주요사업‘Signal Toxicity 평가 기법개발을 위한 표현형 독성 스크리닝 시스템 구축’의 연구 결과이며 국제학술지 네이처의 자매지‘Nature Communications’에 승인 되어 지난 11월 게재되었다.

※ 논문명 : Maintenance of quiescent oocytes by noradrenergic signals

- 제 1저자 : 김정호(인하대학교), 현문정(안전성평가연구소)

- 교신저자 : 유영재(UTSW)