난임은 신체적·심리적으로 광범위한 영향을 미치는 전 세계적인 주요 과제입니다. 최근 연구자들은 초기 배아 발달, 난모세포 성숙, 수정에 영향을 미치는 유전자 돌연변이가 난임에 기여할 수 있음을 밝혀냈습니다. 피질하 모성 복합체(SCMC)와 관련된 유전자의 돌연변이는 초기 배아 발달과 관련된 난임의 중요한 원인으로 여겨집니다.
SCMC는 배아 발달과 세포 분열에 필수적입니다. 난모세포의 세포질 구조를 유지하고 정상적인 배아 형성에 필요한 단백질을 모집해 발달을 돕습니다. 이 복합체에는 여러 단백질이 포함되며, 핵심 구성 요소로 transducin-like enhancer of split 6 (TLE6)가 있습니다. 연구에 따르면 TLE6 결핍은 SCMC의 구조적 완전성을 손상시켜 두 세포기 이후 정상적인 배아 분열을 막고 배아의 절편화와 사멸을 초래합니다. TLE6가 여성 난임에 관여한다는 증거는 상당하지만, 남성 생식세포에서의 기능은 아직 충분히 연구되지 않았습니다.
이 공백을 해소하기 위해 가나자와 의과대학의 Kousuke Kazama 박사는 Hirofumi Nishizono 박사 및 Yuki Miyagoshi 박사와 함께 Tle6 결핍이 남성 생식능력에 미치는 영향을 연구했습니다. 연구팀은 Tle6 결핍 생쥐 모델을 이용하고 CRISPR-Cas9 유전자 편집으로 이형접합 Tle6 결핍을 가진 새로운 수컷 생쥐 모델을 개발했습니다. 연구 결과는 24월 2024일 Frontiers in Cell and Developmental Biology 제12권에 게재되었습니다.
방법과 결과
“수컷 생쥐에서 Tle6 결핍의 영향을 연구하기 위해 이형접합 Tle6 결핍 생쥐 모델을 만들었습니다. CRISPR-Cas9 배아 유전자 편집과 전기천공법을 결합해 이형접합 Tle6 결핍 생쥐를 성공적으로 생성했습니다.”라고 Kazama 박사는 말했습니다. 연구팀은 교배 이상을 확인하기 위해 Tle6 결핍 수컷 생쥐와 야생형(WT) 암컷 생쥐를 교배했습니다. 교배 빈도나 새끼 수에는 유의한 차이가 없었고, Tle6 결핍 수컷의 정자로 수정된 배아도 WT 정자로 수정된 배아와 비슷한 속도로 발달했습니다.
Tle6 결핍은 유전 형질이 다음 세대로 전달되는 것과 유의한 관련이 없었지만, 결핍 생쥐에서는 정자 수가 크게 감소하고 운동성이 유의하게 낮아졌습니다. 또한 정자의 57%는 머리 구조가 비정상이었고 7%는 머리가 두 개였습니다. 연구자들은 호르몬 불균형을 의심해 호르몬 수치를 측정했고, Tle6 결핍 생쥐에서 테스토스테론이 유의하게 증가한 것을 확인했습니다.
정자 기능에서 TLE6의 잠재적 역할
면역형광 염색 결과, 결핍 생쥐의 TLE6 단백질은 정자 중편에 위치했으며 미토콘드리아의 위치와 겹쳤습니다. 미토콘드리아는 정자 에너지 생성의 중심이므로, 이는 TLE6가 정자 에너지 생성에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 수정, 정자 운동성 및 정자 구조와 관련된 유전자도 Tle6 결핍 생쥐의 고환에서 전반적으로 상향 조절되었습니다.
결론
이번 결과는 수컷 생쥐에서 TLE6 결핍의 영향을 더욱 명확히 하고 남성 난임의 가능한 기전에 대한 새로운 통찰을 제공합니다. Kazama 박사는 “정자 발달에서 TLE6의 역할은 종마다 다를 수 있습니다. Tle6 결핍이 정자 이상을 일으키는 원인을 밝히고 사람에서의 임상적 관련성을 확인하려면 추가 연구가 필요합니다.”라고 말했습니다.
전반적으로 이 연구는 남성 난임을 새로운 관점에서 바라보게 하며, 향후 보조생식술 연구와 발전에 기여할 수 있습니다.
뉴스 | TLE6 유전자 결핍이 남성의 정자 운동성과 수에 영향을 미쳐
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난임은 신체적·심리적으로 광범위한 영향을 미치는 전 세계적인 주요 과제입니다. 최근 연구자들은 초기 배아 발달, 난모세포 성숙, 수정에 영향을 미치는 유전자 돌연변이가 난임에 기여할 수 있음을 밝혀냈습니다. 피질하 모성 복합체(SCMC)와 관련된 유전자의 돌연변이는 초기 배아 발달과 관련된 난임의 중요한 원인으로 여겨집니다.
SCMC는 배아 발달과 세포 분열에 필수적입니다. 난모세포의 세포질 구조를 유지하고 정상적인 배아 형성에 필요한 단백질을 모집해 발달을 돕습니다. 이 복합체에는 여러 단백질이 포함되며, 핵심 구성 요소로 transducin-like enhancer of split 6 (TLE6)가 있습니다. 연구에 따르면 TLE6 결핍은 SCMC의 구조적 완전성을 손상시켜 두 세포기 이후 정상적인 배아 분열을 막고 배아의 절편화와 사멸을 초래합니다. TLE6가 여성 난임에 관여한다는 증거는 상당하지만, 남성 생식세포에서의 기능은 아직 충분히 연구되지 않았습니다.
이 공백을 해소하기 위해 가나자와 의과대학의 Kousuke Kazama 박사는 Hirofumi Nishizono 박사 및 Yuki Miyagoshi 박사와 함께 Tle6 결핍이 남성 생식능력에 미치는 영향을 연구했습니다. 연구팀은 Tle6 결핍 생쥐 모델을 이용하고 CRISPR-Cas9 유전자 편집으로 이형접합 Tle6 결핍을 가진 새로운 수컷 생쥐 모델을 개발했습니다. 연구 결과는 24월 2024일 Frontiers in Cell and Developmental Biology 제12권에 게재되었습니다.
방법과 결과
“수컷 생쥐에서 Tle6 결핍의 영향을 연구하기 위해 이형접합 Tle6 결핍 생쥐 모델을 만들었습니다. CRISPR-Cas9 배아 유전자 편집과 전기천공법을 결합해 이형접합 Tle6 결핍 생쥐를 성공적으로 생성했습니다.”라고 Kazama 박사는 말했습니다. 연구팀은 교배 이상을 확인하기 위해 Tle6 결핍 수컷 생쥐와 야생형(WT) 암컷 생쥐를 교배했습니다. 교배 빈도나 새끼 수에는 유의한 차이가 없었고, Tle6 결핍 수컷의 정자로 수정된 배아도 WT 정자로 수정된 배아와 비슷한 속도로 발달했습니다.
Tle6 결핍은 유전 형질이 다음 세대로 전달되는 것과 유의한 관련이 없었지만, 결핍 생쥐에서는 정자 수가 크게 감소하고 운동성이 유의하게 낮아졌습니다. 또한 정자의 57%는 머리 구조가 비정상이었고 7%는 머리가 두 개였습니다. 연구자들은 호르몬 불균형을 의심해 호르몬 수치를 측정했고, Tle6 결핍 생쥐에서 테스토스테론이 유의하게 증가한 것을 확인했습니다.
정자 기능에서 TLE6의 잠재적 역할
면역형광 염색 결과, 결핍 생쥐의 TLE6 단백질은 정자 중편에 위치했으며 미토콘드리아의 위치와 겹쳤습니다. 미토콘드리아는 정자 에너지 생성의 중심이므로, 이는 TLE6가 정자 에너지 생성에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사합니다. 수정, 정자 운동성 및 정자 구조와 관련된 유전자도 Tle6 결핍 생쥐의 고환에서 전반적으로 상향 조절되었습니다.
결론
이번 결과는 수컷 생쥐에서 TLE6 결핍의 영향을 더욱 명확히 하고 남성 난임의 가능한 기전에 대한 새로운 통찰을 제공합니다. Kazama 박사는 “정자 발달에서 TLE6의 역할은 종마다 다를 수 있습니다. Tle6 결핍이 정자 이상을 일으키는 원인을 밝히고 사람에서의 임상적 관련성을 확인하려면 추가 연구가 필요합니다.”라고 말했습니다.
전반적으로 이 연구는 남성 난임을 새로운 관점에서 바라보게 하며, 향후 보조생식술 연구와 발전에 기여할 수 있습니다.
출처:
온라인 수집 자료