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Apoptosis of germ cells induced by busulfan treatment is mediated by c-kit, but not by the fas/fasl or p53 pathways 원문보기

  • 저자

    옥도원

  • 학위수여기관

    경상대학교

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    Division of applied life science

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    iii, 47장

  • 키워드

    Busulfan 정자세포 영향;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10060152&outLink=K  

  • 초록

    본 논문은 백혈병 치료제로 이용되는 항암제 busulfan의 투여가 암세포 이외의 생식세포사멸에 미치는 영향과 busulfan 투여 후 시간이 흐르면 정조세포가 사멸로부터 보호 받는 기작을 알아보고자 하였다. 현재 설치류의 정조세포에서 사멸이 자연적으로 일어난다는 연구는 많이 밝혀져 있다. 그러나 busulfan 투여로 정조세포가 사라지고 사멸을 인위적으로 일으키는 연구는 많이 되어 있지 않다. 이번 연구를 통하여 adult mouse의 정조세포가 busulfan에 의하여 인위적인 사멸과정을 증가시키고 정소의 무게가 감소한다는 것을 알 수 있었다. 이를 증명하기 위하여 세포사를 규명하는데 가장 일반적으로 사용하는 TUNEL assay방법과 각 세포 특이적 발현을 가진 marker유전자를 사용한 RT-PCR에 의하여 증명하였다. TUNEL assay를 통하여 busulfan 투여 후 1주안에 대부분의 spermatogonia단계 세포가 사멸하고 약간의 spermatocytes단계 세포도 영향을 받는 것을 알았다. 사멸되는 세포와 tubules의 양은 시간에 따라 증가하였다. Spermatogonia단계에 특이적으로 발현하는 biomarker c-kit와 Stra8, Gli 1 유전자의 RT-PCR 실험에서 c-kit와 Stra 8은 busulfan 투여 후 많은 양의 발현이 감소하였지만 Gli 1의 발현은 크게 감소하지 않은 것으로 보아 type A spermatogonia단계의 세포가 가장 먼저 사멸되는 것을 알 수 있었다. Busulfan 투여 후 3-4주에 Rad 51과 Fas L 유전자 발현의 감소로 두번째로 사멸되는 세포는 meiotic spermatocytes와 post-meiotic세포인 것으로 나타났다. 이러한 정조세포의 사멸 과정은 busulfan 투여한 정소세포에서 발현되는 p53 이나 Fas/FasL발현과는 크게 연관이 없었으나, p110Rb phosphorylation과 PCNA 발현의 억제와는 연관성이 있었다. 결론적으로 본 연구를 통하여 busulfan 투여 된 mouse의 정소세포가 사멸되는 것은 p53 또는 Fas/FasL signalling이 아닌 c-kit/SCF signalling에 의한 것이고, spermatogonia stem cell이 사멸로부터 보호 받은 것은 E2F-regulated 단백질 발현과 같은 cell cycle signalling에 의함이다.


    Male germ cell apoptosis has been extensively explored in rodents. In contrast, very little is known about the susceptibility of developing germ cells to apoptotic stimuli when germ cell depletion occurs in response to busulfan treatment. Spontaneous apoptosis of germ cells is rarely observed in the adult mouse testis. However, under experimental conditions described here, busulfan-treated mice exhibit a marked increase in apoptosis such that a decrease in testis weight was observed. TUNEL assay indicated that at one week following busulfan treatment, apoptosis is mainly confined to the spermatogonia, but is also observed to some extent in spermatocytes. The percentage of apoptosis-positive tubules and the apoptotic cell index increased in a time-dependent manner. An immediate effect was observed on spermatogonia (within one week of treatment) and in the following week, secondary effects on spermatocytes occurred. RT-PCR analysis of spermatogonia specific biomarker expression indicated that c-kit and Stra 8 expression was reduced, but Gli I gene expression remained constant, which is indicative of primary apoptosis of differentiating type A spermatogonia. At 3 and 4 weeks after busulfan treatment, Rad51 and Fas L expression was decreased to nearly undetectable levels, indicating that that meiotic spematocytes and post-meiotic cells were lost, respectively. This period of germ cell depletion did not coincide with an increased level of p53 or Fas/FasL expression in the busulfan-treated testis, however p110RB phosphorylation and PCNA expression were inhibited. In conclusion, our data suggest that increased male germ cell depletion in the busulfan-treated mouse is mediated by loss of c-kit/SCF signaling, but not p53 or Fas/FasL signaling. However, spermatogonial stem cells may be protected from cell death by modulating cell cycle signaling such that E2F-regulated protein expression, which is critical for G1 phase progression, is inhibited.


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