초기 세르톨리세포 내 존재하는 MAST4 역할 규명

치대 정한성 교수·이승준 연구원(구강생물학) 연구팀

치대 정한성 교수·이승준 연구원(구강생물학) 연구팀이 정자 형성 과정에 핵심적인 역할을 하는 단백질을 규명했다. 이번 연구는 ‘Cell Death and Differentiation(IF 10.717)’에 게재됐다.

세르톨리세포(Sertoli cell)는 정세관 벽에서 정원줄기세포(Spermatogonial stem cell)의 자가 재생(Self-renewal)을 조절하는 데 도움을 주는 세포다. 정원줄기세포의 자가 재생에 문제가 발생할 경우 남성 불임의 중요한 요인인 세르톨리세포단독증후군(Sertoli Cell-Only Syndrome)이 발생할 수 있다.

연구팀은 생쥐 정소의 발생 초기 세르톨리세포에 MAST4(Microtubule -associated serine/threonine kinase 4) 단백질이 존재하는 것을 밝혀냈다. 이에 CRISPR/Cas9 유전자 가위 기술을 이용해 Mast4 유전자를 제거한 녹아웃 생쥐 모델(Mast4 knockout mouse model)을 구축했다. 그 결과 정소(Testis)의 크기, 정자 수 감소와 더불어 정소에서 세르톨리세포단독증후군을 확인했다.

기존 연구에서 ERM(Ets-related molecule) 녹아웃 생쥐의 정소에서도 세르톨리세포단독증후군이 발견된 것이 알려져 있었다. 이에 연구팀은 정원줄기세포의 자가 재생을 조절함에 있어 MAST4 단백질과 ERM 전사인자의 상호관련성을 살폈다. 그 결과 섬유아세포성장인자 2(Fibroblast Growth Factor 2, FGF2) 신호기작을 통해 ERM 전사인자의 활성을 촉진시켜 정자 형성 과정(Spermatogenesis)에서 정원줄기세포의 자가 재생을 조절할 수 있다는 연구결과가 나왔다.

Mast4 유전자가 결손된 생쥐 모델의 경우 이 과정에서 MAST4 단백질이 ERM 전사인자에 결합하지 못해 세르톨리세포단독증후군이 발생하는 것으로 나타났다.

정한성 교수는 “MAST4의 역할과 관련 기전을 밝힌 이번 연구가 세르톨리세포단독증후군에 의한 남성 불임의 예방과 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대한다.”고 말했다.