꼬마선충의 coelomocyte 세포가 스트레스 저항성 및 번식력에 미치는 영향

Abstract

체강 소체는 꼬마 선충에서 내화과정을 통해 체강 내 액체를 세포 안으로 들여오는 특이적인 세포이다. 본 연구실에서의 최근 연구 결과에 의하면, 꼬마 선충에서 식이제한에 의한 수명연장에 체강 소체가 필수적임이 발견되었다. 본 연구에서는 꼬마 선충에서 체강 소체를 제거하였을 경우, 환경적 스트레스에 대한 저항성과 번식력을 개체 수준에서 연구하였다. 체강 소체는 체강 소체에만 특이적으로 발현하는 디프테리아 독소를 이용하여 제거하였다. 먼저 자외선에 대한 저항성은 20 J/cm²/min의 자외선을 조사한 후, 생존률의 변화를 매일 기록하였다. 또한 꼬마 선충을 35℃ 배양기에 10시간 동안 배양하여 열 스트레스를 가한 후, 생존률의 변화를 관찰하였다. 산화성 스트레스는 paraquat를 이용하여 생체 내 산화성 스트레스를 유도한 다음, 산화성 스트레스에 대한 저항성을 비교하다. 번식력의 경우, 번식기간 동안의 총 자손의 수와 날짜 별 자손의 수를 비교 분석하였다. 그 결과, 체강소체는 개체의 자외선 스트레스의 저항성에는 필수적이지만, 열과 산화성 스트레스 저항성에는 영향을 미치진 않는 것으로 보인다. 그리고 개체의 번식력에도 관여하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 노화 및 식이제한에 의한 수명연장의 기전을 이해하는데 기여할 것으로 사료된다. Coelomocytes are specialized cells that continually and nonspecifically scavenge fluid from the body cavity through endocytosis in Caenorhabditis elegans. Our previous study revealed that coelmocytes were specifically required for dietary-restriction-induced longevity in C. elegans. In the present study, we examined the effect of coelomocyte ablation on the response to environmental stressors and reproduction in C. elegans. Coelomocytes were ablated using diphtheria toxin specifically expressed in coelomocytes. After exposing worms to 20 J/cm²/min of ultraviolet irradiation in vivo, the survival of the worms was monitored daily. To examine their response to heat stress, their survival after 10 h of 35℃ heat shock was measured. Oxidative stress was induced using paraquat, and the susceptibility to oxidative stress was compared between wild-type control and coelomocyte-ablated worms. The total number of progeny produced was counted, and the time-course distribution of the progeny was determined. The worms with ablated coelomocytes showed reduced resistance to ultraviolet irradiation, but the ablation of coelomocytes had no effect on their response to heat or oxidative stress. The number of progeny produced during the gravid period was significantly decreased in the coelomocyte-ablated worms. These findings suggest that coelomocytes specifically modulate the response to ultraviolet irradiation and are required for normal reproduction in C. elegans. The findings could contribute to understanding of the mechanisms underlying dietary-restriction-induced longevity.