Gnrh1 유전자 결핍 마우스의 근육재생능력 및 남성호르몬 이식에 의한 근육줄기세포의 재형성에 대한 연구

Abstract

Gnrh1 유전자 결핍 마우스는 생식샘 자극 호르몬(Gonadotropin-releasing hormone 1, Gnrh1) 유전자의 자연적인 돌연변이로 인해 난포 자극 호르몬(FSH)과 황제 형성 호르몬(LH)의 발현이 사춘기 이후부터 항상 감소되어 있는 모델이다. 그 결과 Gnrh1 유전자 결핍 마우스는 2차 성징을 유도하는 남성 및 여성 호르몬의 혈중 농도도 현저히 저하되어 생식이 불가능하다. 지금까지 Gnrh1 유전자 결핍 마우스 모델에 대한 연구는 생식, 신경 및 행동 관련 실험에 대해서만 한정되어 있었다. 따라서 이 모델을 이용한 근육 표현형에 대한 연구는 현재까지 보고된 바가 없다. 그리고 성체 근육줄기세포의 유지, 증식, 자기 재생 및 분화에 대한 연구는 지금까지 많은 논문들에 의해서 연구되었지만 Gnrh1 유전자 결핍 마우스 모델을 이용한 성호르몬과 성체 근육줄기세포의 형성 및 재형성에 대한 인과관계에 대한 연구는 이 논문을 통하여 처음으로 밝히게 되었다. 본 논문에서는 성별에 무관하게 Gnrh1 유전자 결핍 성체 마우스의 성체 근육줄기세포의 수는 정상 마우스에 비해 확연히 감소됨을 관찰하였고 이 마우스 모델에 인위적 근육손상을 준 후 재생되는 근육 단면적 측정을 통해 근육재생 정도가 정상개체에 비해 지연됨을 확인하였다. 마지막으로 외부에서 생체 튜브를 이용한 두 종류의 남성호르몬(Testosterone 및 5α-dihydrotestosterone)을 피하 이식하였을 때 30일 뒤 Gnrh1 유전자 결핍 마우스의 성체 근육줄기세포의 수가 정상 마우스의 성체 근육줄기세포 수와 동등한 수준으로 회복한다는 사실을 확인하였다. 이러한 결과들을 통해 본 연구는 성호르몬이 성체 근육줄기세포의 형성에 필수적이며 적은 수의 성체 근육줄기세포는 반복적인 근육 손상 이후 근육재생은 가능하나 근육재생속도가 지연된다는 사실과 외부의 남성호르몬 이식으로 Gnrh1 유전자 결핍 수컷 마우스의 성체 근육줄기세포 수를 정상 범주로 증가시킬 수 있는 생체 내 중요한 역할을 수행하고 있음을 증명하였다.