정상 성숙 백서에서 isoflavone 투여가 전립선에 미치는 영향

Abstract

[한글]다이페놀 식물성 에스트로겐(diphenolic phytoestrogen)인 isoflavone은 약한 에스트로겐 활성도(estrogenic activity)와 5α-reductase 억제 등의 비정상적인 세포증식에 대해 억제작용을 갖고있는 것으로 알려져 있으나, 정상 생체내에서의 반응에 대한 보고는 매우 드물다. 본 연구는 정상 성숙 백서에게 대두에서 추출한 고용량의 isoflavone 투여 후, 전립선을 중심으로 이와 관련된 기능 및 형태적 변화를 알아봄으로써 향후 백서를 이용한 연구의 기초자료로 이용하고자 한다.

생후 8주된 정상 수컷 Sprague-Dawley 백서를 두 군으로 나누어 대조군에는 phytoestrogen이 포함되지 않은 American Institute of Nutrition (AIN)-76A만을, 실험군에는 AIN-76A와 체중 kilogram당 330 mg의 isoflavone 혼합물(genistein 60.0%, daidzein 19.6%)을 각각 9주간 투여하였다. 전립선내 isoflavone 농도를 gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS)를 이용하여 측정하였으며, 체중과 전립선 무게를 측정하였다. 현미경하에서 isoflavone 투여에 따른 조직학적, 형태계측학적 변화를 관찰하였고 전립선에 미치는 내분비적 영향을 보고자 혈청 안드로겐(androgen) 농도를 측정하였다.

본 연구결과, 실험군에서 대조군에 비해 주간별 체중 증가폭 및 전체 체중 증가폭이 유의하게 더 낮았다(p<0.05). 전립선내 isoflavone 농도는 배외측전립선(dorsolateral prostate)에서 daidzein의 경우 대조군이 30.0±10.6 ng/g, 실험군이 68.9±28.6 ng/g이었고 genistein의 경우 각각 39.3±7.9 ng/g, 100.9±42.5 ng/g으로 실험군에서 유의하게 높았다(p<0.05). 그러나, 복측전립선(ventral prostate)에서 daidzein의 경우 대조군이 27.7±6.4 ng/g, 실험군이 16.9±11.0 ng/g이었고 genistein의 경우 각각 28.8±2.7 ng/g, 23.7±5.6 ng/g으로 두 군간에 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 조직학적 관찰결과, 실험군의 dorsolateral prostate에서 간질의 염증소견과 선내강(glandular lumen) 상피세포의 탈락(detachment) 및 변성(degeneration)소견이 관찰되었다. 형태계측과 전립선 무게, 혈청 androgen 농도는 두 군간에 유의한 차이가 없었다.

이상의 결과로 미루어 볼 때, 정상 상태에서는 고용량의 isoflavone 섭취에도 불구하고 이로 인한 전립선내의 측정할 수 있는 형태적 변화가 유도되지 못함을 알 수 있었다. Dorsolateral prostate에서 보인 염증성 변화는 isoflavone에 의해 강화된 estrogenic activity에 의한 것으로 판단되며, ventral prostate의 결과에 대해서는 isoflavone과 estrogen 수용체 등에 대한 조직간 분포 및 활성도 차이와 같은 영역의 차이(regional difference)가 전립선내에 존재할 것으로 추정된다.

[영문]Isoflavones(diphenolic phytoestrogens) are reported to have weak estrogenic activities and inhibit abnormal cellular proliferation by 5α-reductase. However, reports on its in vivo effect are rare. The object of this study is to determine the functional and morphologic changes of the prostate of normal rats after administration of high dose isoflavones.

Sprague-Dawley rats, 8 weeks old, were divided into two groups. The experimental group was fed with AIN(American Institute of Nutrition)-76A containing no detectable phytoestrogens and soy-extracted isoflavones mixture(genistein 60.0%, daidzein 19.6%) 330 mg/kg body weight and the control group was fed with AIN-76A for 9 weeks, respectively. Intraprostatic concentrations of isoflavones were measured by GC-MS(gas chromatography-mass spectrometer). The body weight was measured serially and the weight of the prostate was measured at the end of the experiment. Histologic and morphometric changes by isoflavones were assessed under microscopy and serum concentrations of androgens were measured to evaluate the endocrinologic effects on the prostate.

Weekly and total body weight gain were significantly lower in experimental group than control group(p<0.05). The daidzein and genistein concentrations in the dorsolateral prostate were 68.9±28.6 ng/g and 100.9±42.5 ng/g in experimental group, and 30.0±10.6 ng/g and 39.3±7.9 ng/g in control group, respectively. In ventral prostate of experimental group, the daidzein and genistein concentrations were 16.9±11.0 ng/g, 23.7±5.6 ng/g and 27.7±6.4 ng/g, 28.8±2.7 ng/g in control, respectively. The concentrations of daidzein and genistein in dorsolateral prostate were significantly higher in experimental group than control(p<0.05). In the experimental group, severe inflammatory change of stroma and epithelial detachment and degeneration within glandular lumen at the dorsolateral prostate were significant compared to control. In morphometric studies, prostate weight and serum concentrations of androgens, there were no significant changes between control and experimental group.

These results suggest that high dose isoflavones do not induce measurable morphologic changes within rat normal prostate. Inflammatory changes in the dorsolateral prostate was thought to be due to estrogenic activity amplified by isoflavones and different results in ventral prostate suggest that regional differences in the distribution and activities of isoflavones and estrogenic receptors may exist in the rat prostate.