Abstract

There is growing concern that dietary soy intake is associated with protection of breast cancer. However, questions persist on the potential adverse effects of the main soy constituent genistein(GS) on female reproductive physiology. In this study, we examined whether prepubertal exposure to GS affected on the onset of puberty and the associated reproductive parameters such as hormone receptor expressions in female rats. GS(100mg/kg/day) was administrated daily from postnatal day 25(PND 25) to the day when the first vaginal opening(VO) was observed, and the animals were sacrificed on the day after VO occurred. Gross anatomy and tissue weight were compared to test the GS's effect on the cell proliferation. Furthermore, histological studies were performed to assess the structural alterations in tissues. Specific radioimmunoassay(RIA) were carried out to measure serum LH levels. To determine the transcriptional changes in progesterone receptors(PR), total RNAs were extracted from ovary and uterus and were applied to semi-quantitative reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR). As a results, advanced VO was shown in the GS group(PND $31.2{\pm}0.6$) compared to the vehicle group (PND $35.3{\pm}0.7$). GS treatment significantly increased wet weight of ovaries and uteri compared to the vehicle group. Increased serum LH levels were also shown in the GS group. Graafian follicles and corpora lutea(CL) were observed only in the ovaries from GS treated animals. Similarly, hypertrophy of luminal and glandular uterine epithelium were found only in the GS group. Collectively, these effects were probably due to the estrogenic effects of GS. In the semi-quantitative RT-PCR studies, the transcriptional activities of PR in both ovary and uterus from GS-treated group were significantly higher than those from the vehicle group. The present studies demonstrated that acute exposure to GS, at levels comparable to the ranges of human exposure, during the critical period of prepubertal stage activates the reproductive system resulting precocious puberty in immature female rats.

콩류 섭취가 유방암이나 골다공증, 그리고 심혈관계 질환 예방에 도움이 된다는 사실은 학계는 물론 일반인들에까지 큰 관심을 불러 일으키고 있다. 그러나 콩류, 특히 그 주성분인 genistein(GS)이 상기한 긍정적인 효과 외에도 여성의 생식계에 잠재적으로 부정적인 영향을 미칠 가능성에 대한 의문이 계속되어 왔다. 본 연구에서는 GS가 암컷 흰쥐의 사춘기 개시에 미치는 효과와 호르몬 수용체 등 이때의 다양한 생식 지표들의 변화들 조사하였다. GS(100mg/kg/day i.p.)를 생후 25일부터 사춘기 개시의 지표인 최초의 질구 개방(vaginal opening, VO)이 일어나는 날까지 투여하였다. 다음 날 희생시킨 후 난소와 자궁의 외양 변화와 조직 무게를 측정하여 GS가 이들 조직의 세포분열에 미치는 효과를 확인하였고, 조직절편의 현미경 관찰을 통해 해부학적인 변화 양상을 조사하였다. 한편 채취한 혈액내의 LH 수준은 방사면역측정법(RIA)로 측정하였다. 또한 자궁 성숙의 지표가 되는 프로게스테론 수용체(PR)의 mRNA 수준에 대한 정량적인 RT-PCR 조사를 수행하였다. GS 투여에 의해 질구 개방이 앞당겨짐이 확인되었고 ($35.3{\pm}0.7$ day in control group vs $31.2{\pm}0.6$ day in GS group, p<0.0l), 이 때 GS군의 체중이 대조군에 비해 유의하게 낮음을 관찰하였다. 난소와 자궁의 크기와 무게, 그리고 혈중 LH 수준이 GS군에서 유의하게 증가함이 관찰되었다. GS군의 난소에서는 성숙의 지표가 되는 그라프 난포(Graafian follicle)와 황체가 관찰되었으나 대조군의 난소는 미성숙한 난포들만이 관찰되었다. 자궁의 경우도 GS군에서는 내막층과 근막층은 물론 상피층까지 잘 발달된 과다 성장 상태와 함께 분비선 수의 증가가 나타났으나 대조군에서는 모든 세포층의 발달이 미약한 상태였다. 이러한 결과들은 GS의 에스트로겐 유사 효과에 기인하는 것으로 보인다. RT-PCR에서 난소와 자궁에서의 PR mRNA 수준은 GS 투여에 의해 발현 증가가 나타났다. 결론적으로, 본 연구는 사춘기 전 특정 시기에 단기적인 GS 투여에 의해 암컷 흰쥐의 생식계가 활성화되고, 그 결과 조기 사춘기가 유도될 수 있음을 시사한다.

Keywords

• Phytoestrogen;
• Genistein;
• Vaginal opening;
• Progesterone receptors;
• Puberty