백서의 시상하부 및 뇌하수체에서 POMC Gene의 발현에 관한 연구
Expression of Proopiomelanocortin (POMC) Gene in Rat Hypothalamus and Pituitary Gland as Studied by In Situ Hybridization
김승룡, 조수현, 김경태, 조삼현, 황윤영, 문형, 정용훈,
소속 상세정보
김승룡 ( )
한양대학교 의과대학 산부인과학교실
조수현 ( )
한양대학교 의과대학 산부인과학교실
김경태 ( )
한양대학교 의과대학 산부인과학교실
조삼현 ( )
한양대학교 의과대학 산부인과학교실
황윤영 ( )
한양대학교 의과대학 산부인과학교실
문형 ( )
한양대학교 의과대학 산부인과학교실
정용훈 ( )
한양대학교 의과대학 미생물학교실
KMID : 0358419990420122800
Abstract
목적: pro-opiomelanocortin (POMC) gone 은 생식생리에 관여하는 다양한 신경 내분비적 작용을 가지고 있으며, 주된 생성장소는 뇌하수체와 시상하부로 알려져 있다. 그러나 POMC gene은 그 발현 강도가 낮은 유전자(low copy gene)를 알려져 있기 때문에 in situ hybridization 술기를 이용한 그 발현의 조사는 상당히 까다로운 것으로 인식되고 있다. 이 연구는 백서의 시상하부와 뇌하수체에서의 POMC gene의 기저발현을 조사하여 그 해부학적 발현 양상을 연구하여, 향후 관련된 생식생리 연구의 기초자료로 활용하고자 하였다.
방법: 난소가 제거된 Spraque-Dawley 암컷 백서의 심장을 4% paraformaldehyde 용액을 관류시켜 뇌 속의 mRNA를 보존하면서 희생시킨 뒤, 뇌를 적출하여 고정시킨 뒤 시상하부와 뇌하수체를 파라핀 포매하여, 시상하부는 시상절편을, 뇌하수체는 수평절편을 만들었다. 그후 백서의 POMC c-DNA (550 base pair insert)를 이용하여 ^(35)S를 부착시킨 antisense RNA probe를 제작하여, 이를 뇌조직 절편과 in situ hybridization 반응을 시켰다. 대조군으로는 상대되는 절편에 sense RNA probe로 같은 조건하에서 반응을 시켰다. 그후 절편 슬라이드에 emulsion 용액을 도포하여 emulsion autoradiography를 시킨 뒤, 그 신호는 현미경하에서 판독하였다. 해부학적 위치의 판독은 Paxinos와 Watson의 기준을 따랐다.
결과: POMC mRNA의 기저발현은 뇌하수체의 중간엽에서 가장 강하게 검출되었다. 그보다느 약하지만 비교적 고른 발현이 뇌하수체의 전엽에서 검출되었다. 시상하부의 경우에는 arcuate nucleus 전 지역에서 그 발현이 검출되었으나, arcuate nucleus 전면(rostral area; bregma -2.80 ㎜) 에서의 발현은 상대적으로 약하였고, 그 이후 bregma -3.30 ㎜에서 -4.30 ㎜ 사이의 arcuate nucleus 지역에서는 고른 발현양상을 보였다.
결론: 일반적으로 POMC gene은 low copy gene으로 알려져 있어 그 기저발현의 연구는 많지 않은 실정이나, 본 연구 결과 뇌하수체 및 시상하부에서 in situ hybridization에 의하여 그 기저 발현은 검출될 수 있는 수준의 것으로 조사되었다. arcuate nucleus에서의 POMC gene의 발현은 다양한 요인에 의하여 영향을 받으며, 그에 대한 subpopulation의 neuron의 반응도 해부학적 위치에 따라 다양한 것으로 알려져 있다. 따라서 시상하부와 뇌하수체의 in situ hybridization model은 향후 생식생리의 POMC gene의 발현 연구에서 해부학적 지식을 얻는 데 유용할 것으로 사료된다.
Objective: Proopiomelanocortin (POMC) gene is involved in various neuroendocrine reproductive activities and its principal areas of expression are hypothalamus and pituitary gland. However, as it is known as low copy gene, detection of its expression by in situ hybridization is challenging. This study was to examine the degree of basal expression of POMC mRNA and anatomic localization of its expression in rat hypothalamus and pituitary gland as a preliminary study for related reproductive endocrine researches.
Methods: Hypothalamus and pituitary gland of ovariectomized female Spraque-Dawley rat (weight: 250-300 g) was obtained by decapitation with preservation of POMC mRNA by cardiac perfusion of 4% paraformaldehyde. Then, coronal sections of hypothalamus and horizontal sections of pituitary gland were made after paraffin embedding. For in situ hybridization, 35S-labeled antisense RNA probe was used and after in situ hybridization reaction and serial washing procedure, detection of its signal was made by emulsion autoradiography of slide and dark field microscopic examination was done for photographic documentation. Anatomic localization. of various nucleus of hypothalamus was done by method proposed by Paxinos and Watson´.
Results: Strong expression signal of POMC mRNA was detected in the intermediate lobe of pituitary gland. Less strong, but evenly distributed signals were also detected in the anterior lobe of pituitary gland. In hypothalamic sections, entire area of arcuate nucleus from rostral to caudal direction (between bregma -2.80 mm to bregma -4.30 mm area) showed clear and strong signal of POMC mRNA expression.
Conclusion: Though POMC gene is known as low copy gene, its basal mRNA expression in pituitary gland and hypothalamus in ovariectomized rat were detectable by in situ hybridization technique. As subpopulation of arcuate nucleus are under complex differential regulation, this in situ hybridization model would be helpful for understanding the effects of various regulatory factors on expression of POMC gene in the specific anatomic area of hypothalamus and pituitary gland.
키워드
POMC 유전자;POMC mRNA의 발현;백서 시상하부;In situ hybridization;POMC gene;Expression of POMC mRNA;Rat hypothalamus
원문 및 링크아웃 정보
등재저널 정보