Effects of Endocrine Disruptors on the Expression of Estrogen Receptors in Ovary and Uterus from Immature Rats

내분비계 장애물질이 미성숙한 흰쥐의 난소와 자궁에서의 에스트로겐 수용체 발현에 미치는 효과

Although some phytoes rogens might have beneficiary rather than adverse effects, most endocrine disrupting compounds(EDCs) are considered to be harmful to human and wildlife health through interfering the endocrine system. Previously we found that prepubertal exposure to genistein(GS), a well-known isoflavone phytoestrogen, could activate the reproductive system of immature female rats resulting precocious puberty. Interestingly, di(2-ethyl hexyl) phthalate(DEHP) exposure brought inverse result, a delayed puberty, in the same experimental regimen. In this study, we examined whether prepubertal exposure to GS or DEHP affect the gene expressions of estrogen receptors($ER\;{\alpha}$ and $ER\;{\beta}$) and LH receptor(LHR) which represent the maturational status of ovary and uterus in immature rats. GS (100 mg/kg/day) was administered daily from postnatal day 25 to the day when the first vaginal opening(VO) was observed, and the animals were sacrificed on the next day(day 32). Similarly, DEHP(l00 mg/kg/day) was administered daily from postnatal day 25 through the day when the first V.O. in control group was observed, and the animals were sacrificed on the next day(day 36). To determine the transcriptional changes in the hormone receptors, total RNAs were extracted from ovary and uterus and were applied to semi-quantitative reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR). In the GS group, the transcriptional activities of $ER\;{\alpha}$, $ER\;{\beta}$ and LHR in uterus and LHR in ovary were significantly increased when compared to those of control group. In the DEHP group, the transcriptional activities of all the hormone receptors measured were significantly lowered when compared to those of control group. These alteration of the reproductive hormone receptor expressions in ovary and uterus might be represent the phenotypic aspects(secondary sexual characteristics) such as tissue weights and reproductive hormone levels during perinatal period in immature female rats.

일부 식물성 에스트로겐(phytoestrogen)의 경우, 긍정적인 효과를 갖는 것으로 보이지만, 대부분의 내분비계 장애 물질(endocrine disruptor 또는 endocrine disrupting compound, EDC)은 노출된 개체의 내분비계를 교란시켜 인간이나 야생 동물의 건강에 해로운 것으로 알려져 있다. 선행 연구에서 본 연구자들은 사춘기 전에 단기간으로 식물성 에스트로겐인 genistein(GS)을 투여했을 때 암컷 흰쥐의 생식계가 활성화되어 조기 사춘기가 유도되지만, 플라스틱 가소제인 di(2-ethyl hexyl)phthalate(DEHP)를 투여했을 때 반대로 생식계의 불활성화가 유도되어 사춘기 지연이 초래됨을 보고하였다. 본 연구에서는 사춘기전 GS 또는 DEHP 투여가 흰쥐 난소와 자궁에서의 성적인 성숙 상태를 반영하는 에스트로겐 수용체($ER\;{\alpha}$ and $ER\;{\beta}$)와 LH 수용체(LHR) 발현에 미치는 효과를 조사하였다. GS(100 mg/kg/day i.p.)를 생후 25일부터 사춘기 개시의 지표인 최초의 질구 개방(vaginal opening, VO)이 일어나는 날까지 투여하고 다음 날(day 32) 희생시켰다. 유사하게, DEHP(100 mg/kg/day i.p.)를 생후 25일부터 대조군(corn oil $200\;{\mu}L$)에서 최초 질구 개방(vaginal opening, VO)이 일어나는 날까지 투여하고 다음 날(day 36) 희생시켰다. 희생 직후 난소와 자궁의 total RNA를 추출하여 각 호르몬 수용체들의 전사 수준을 측정하기 위해 정량적인 RT-PCR을 수행하였다. GS 투여에 의해 자궁에서의 $ER\;{\alpha}$, $ER\;{\beta}$ 그리고 LHR mRNA 수준 모두 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. GS군의 난소에서는 LHR 발현이 유의하게 증가하였으나 $ER\;{\alpha}$와 $ER\;{\beta}$의 발현은 증가하는 경향만을 보였다. 한편, DEHP군에서는 난소와 자궁에서의 $ER\;{\alpha}$, $ER\;{\beta}$ 그리고 LHR mRNA 수준은 모두 대조군에 비해 유의하게 감소하였다. 사춘기 전의 암컷 흰쥐의 난소와 자궁에서 성숙과 관련된 생식호르몬 수용체들의 발현 변화는 이들 조직의 무게와 해부학적인 변화, 그리고 혈중 생식호르몬들의 수준 등 사춘기 과정에서의 표현형적인 측면 변화-2차 성징-들을 반영하는 것으로 추정된다.