[mdtoday=김민준 기자] 안전성평가연구소와 인하대학교, 미국 텍사스 사우스웨스턴 의과대 유영재 교수 연구팀은 교감신경 전달신호가 휴면난모세포(Quiescent oocyte)를 유지하는 주요한 인자임을 확인했다고 28일 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 확인했다.
해당 연구는 무척추동물로 예쁜꼬마선충(Caenorabditis elegans), 초파리 (Drosophila melanogaster), 척추동물로 제브라피쉬 (Danio rerio)를 동물모델로 활용했다.
옥토파민이 결핍된 돌연변이 초파리에서 휴면난모세포 상태를 관찰하였을 때, 휴면난모세포를 축적하지 못한 것을 확인했으며 반면 영양분을 섭취하지 못했음에도 정상 암컷 초파리가 휴면난모세포를 축적하는 것을 확인했다.
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 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 게재됐다.
메디컬투데이 김민준 (kmj6339@mdtoday.co.kr)
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