Temporal interplay between the genes that control interferon tau expression in early in vitro fertilization- and nuclear transfer-derived bovine embryos

Abstract

초기 수정란의 착상 과정에서는 관련 유전자들이 상호작용을 통해 착상을 돕는 것으로 보고되었다. 체외 배양 조건에 따른 착상 관련 유전자 발현 양상을 알아보기 위해 소 체외수정란을 2단계 한정 배지군과 BSA가 첨가된 mSOF 배지군에서 발육율 및 ETS2, CDX2, GATA2, GATA3, OCT4 및 NANOG 등의 유전자 발현을 semi-qPCR 및 relative PCR 방법으로 분석하였다. 체외발육을 비교한 결과 한정 배지군에서 유의적으로 높은 배반포 형성율(33.1% vs. 18.9%

p<0.05)과 배반포 부화율(52.3% vs. 33.5%)을 보였다. 착상관련 유전자인 IFNτ를 조절하는 유전자들의 상대적 발현량을 분석한 결과 한정 배지군에서 수정란 발육단계에 따라 발현량이 증가하였고 mSOF군에서는 배반포 부화 단계에서 감소함을 보였다. IFNτ 발현 조절에서 ETS2, CDX2, GATA2 및 GATA3는 발현을 증가하는 반면 OCT4는 감소시켰으나 OCT4가 다른 전사 인자에 비해 상대적으로 강하게 작용하였다. OCT4 및 그 수동적 인자인 NANOG의 영향을 받는 CDX2도 IFN 발현에 직접 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로 체외수정란의 발육은 mSOF군에 비해 한정배지를 이용한 2단계 배양법에서 증가하였으며 OCT4가 다른 유전자보다 상대적으로 강하게 IFNτ 의 발현을 조절함을 알 수 있었다. 공여세포에 따른 체세포핵이식란의 발육율을 비교하기 위해 소 체외수정란 유래 배반포에서 수립된 영양아세포주와 성체 섬유아세포를 체세포핵이식에 공여하였다. 체외수정란을 대조군으로 하여 공여핵원에 따른 체세포핵이식란의 배반포에서 IFNτ, CDX2 및 OCT4 발현 정도를 RT-PCR 과 RT-qPCR로 비교 분석하였다. 공여세포에 따른 배반포 발육율은 유의적인 차이가 없었으나 (14.5% vs. 15.6%, P≤0.05) IFNτ 발현을 분석한 결과 영양아세포 유래 배반포에서 체외수정란과 섬유아세포 유래 배반포보다 높았다. 또한 체외수정란과 영양아세포 유래 배반포에서는 발육 단계에 따라 IFNτ와 OCT4는 유사한 발현 패턴을 보였다. 결론적으로 한정배지군에서 체외수정란의 높은 발육율 및 착상관련 유전자의 발육단계에 따라 발현 증가를 확인하였고 OCT4는 IFNτ 의 발현을 억제하는 반면 CDX2 는 IFNτ 의 일시적 발현을 촉진시키는 것으로 나타났다. 착상관련 유전자의 발현에 있어서 본 연구에서 수립된 영영아세포 유래 복제배반포가 성체섬유아세포 유래 복제배반포보다 체외수정란과 유사한 양상을 보여 새로운 공여세포원으로 제시되었다. 이러한 결과는 IFNτ의 유전학적 및 후생학적 역할을 이해하는데 유용할 것으로 사료된다.