여포자극호르몬
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1. 개요
여포자극호르몬(FSH)은 뇌하수체에서 분비되는 당단백질 호르몬으로, 생식 기능을 조절하는 역할을 한다. FSH는 남성과 여성 모두에서 생식 세포의 성숙을 자극하며, 여성의 경우 난포의 성장과 에스트로겐 생산을 촉진한다. 남성의 경우, 정자 생성을 돕는 안드로겐 결합 단백질(ABP) 분비를 자극한다. FSH는 월경 주기의 특정 시점에서 측정이 가능하며, 높은 수치는 폐경, 낮은 수치는 생식샘 기능 부전과 관련될 수 있다. 불임 치료에 사용되며, 종양 혈관 생성과 관련한 연구도 진행되고 있다.
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| 여포자극호르몬 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| HGNC 아이디 | 1885 (CGA), 3964 (FSHB) |
| 심볼 | CGA, FSHB |
| 대체 심볼 | 해당 없음 |
| 엔트레즈 유전자 | 1081 (CGA), 2488 (FSHB) |
| OMIM | 118850 (CGA), 136530 (FSHB) |
| 레프세크 | NM_000735 (CGA), NM_000510 (FSHB) |
| 유니프로트 | P01215 (CGA), P01225 (FSHB) |
| PDB | 해당 없음 |
| EC 번호 | 해당 없음 |
| 염색체 | 6 (CGA), 11 (FSHB) |
| 팔 | q (CGA), p (FSHB) |
| 밴드 | 14-q21 (CGA), 13 (FSHB) |
| 로쿠스 보충 데이터 | 해당 없음 |
| 상세 정보 | |
| 설명 | 당단백질 호르몬, 알파 폴리펩타이드 (CGA), 난포 자극 호르몬, 베타 폴리펩타이드 (FSHB) |
| 기능 | 생식 과정의 발달을 조절하는 성선 자극 호르몬 |
| 참고 문헌 | |
2. 구조
여포자극호르몬(FSH)은 35.5 kDa의 당단백질 이종이량체로, 알파와 베타 두 개의 폴리펩타이드 단위로 구성된다. 황체형성 호르몬 (LH), 갑상선 자극 호르몬 (TSH), 인간 융모성 성선 자극 호르몬 (hCG)과 유사하게, 알파 소단위체는 동일하며 96개의 아미노산으로 구성되어 있다.[4][5] 반면 베타 소단위체는 FSH에 특이적이며, 111개의 아미노산으로 구성되어 FSH 수용체와의 상호작용을 담당한다.[6]
인간에서, 알파 소단위체 유전자는 세포유전학적 위치 6q14.3에 위치한다.[7] 이는 두 종류의 세포에서 발현되는데, 특히 뇌하수체 전엽의 호염기성 세포에서 주로 발현된다. 난포자극 호르몬 (FSH) 베타 소단위체 유전자는 11p13 염색체에 위치하며, 뇌하수체 세포의 성선자극 호르몬 분비 세포에서 발현된다. 이는 GnRH에 의해 조절되고, 인히빈에 의해 억제되며, 액티빈에 의해 촉진된다.[8]
난포 자극 호르몬(FSH)은 인체의 발달, 성장, 사춘기 성숙 및 생식 과정을 조절한다.[9]
호르몬의 당 부분은 아스파라진에 공유 결합되어 있으며, N-아세틸갈락토사민, 만노스, N-아세틸글루코사민, 갈락토스, 시알산 등으로 구성된다. FSH의 반감기는 3~4시간이다.
3. 유전자
4. 기능
- '''생물학적 단계별'''로 표시된 범위는 생물학적 진행의 다른 지표와 관련하여 면밀히 모니터링되는 월경 주기에 사용될 수 있으며, 시간 척도는 평균 주기보다 주기가 얼마나 더 빠르거나 느린지에 따라 각각 압축되거나 확장된다.
- '''주기 간 변동'''으로 표시된 범위는 월경 시작만 알려져 있고, 여성이 자신의 평균 주기 길이와 배란 시간을 정확히 알고 있으며, 어느 정도 평균적으로 규칙적인 비모니터링 주기에 사용하는 것이 더 적절하며, 시간 척도는 여성의 평균 주기 길이가 인구 평균보다 얼마나 더 짧거나 긴지에 따라 각각 압축되거나 확장된다.
- '''여성 간 변동'''으로 표시된 범위는 평균 주기 길이와 배란 시간을 알 수 없고, 월경 시작만 주어진 경우에 사용하는 것이 더 적절하다.
남성과 여성 모두에서 FSH는 생식 세포의 성숙을 자극한다. 여성의 경우, 에스트로겐의 생산을 자극한다.
또한, FSH는 난포의 성장과 동시에 인히빈 B의 상승과 FSH 수치의 저하를 시작하게 한다. 이는 배란으로 이어지는 가장 발달한 난포를 하나만 선택하기 위해 중요한 것으로 보인다.
뇌하수체에서 FSH 방출을 조절하는 기전은 알려져 있지 않다. 낮은 빈도의 성선 자극 호르몬 방출 호르몬(GnRH) 펄스는 쥐의 FSH mRNA 수치를 증가시키지만,[10] 순환 FSH의 증가와 직접적인 상관관계는 없다.[11] GnRH는 FSH 분비에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났으며, 시상하부-뇌하수체 연결이 끊어지면 FSH 분비가 중단된다. GnRH 투여는 FSH 분비의 재개를 이끈다. FSH는 시상하부-뇌하수체-생식선 축을 통해 생식선으로부터의 에스트로겐 피드백을 받는다.
4. 1. 여성에서의 기능
난소에서 미성숙 난포의 성장과 모집을 자극하는 난포 자극 호르몬(FSH)은 초기(작은) 전방 난포를 세포 자멸사로부터 보호하는 주요 생존 인자이다.[14] 황체-난포 단계 전환 기간 동안 FSH는 약 3일째에 최고조에 달한다.[13] 작은 전방 난포 집단은 인히빈 B를 생성하여 FSH 혈청 수치를 낮춘다.[13]
생식선 자극 호르몬 급증 완화 인자는 펄스성 황체 형성 호르몬 (LH) 분비 진폭에 대한 부정적 피드백을 행사하여 난포 성장에 유리한 환경을 조성하고 조기 황체화를 방지한다.[13] 폐경기에 가까워지면, FSH 수치가 높아져 FSH 수용체의 하향 조절이 발생한다.[14]
난포가 성숙하면 상당량의 에스트라디올을 분비한다. 하나의 난포만 지배적이 되어 배란을 하며, 나머지 난포는 폐쇄를 겪는다. 지배적인 난포에서 에스트라디올 생산 증가는 GnRH 펄스를 유발하고 LH 급증을 일으킨다. 혈청 에스트라디올 수치의 증가는 시상 하부에서 GnRH 생성을 억제하여 FSH 생산을 감소시킨다.[15]
FSH 수치의 감소는 작은 난포가 폐쇄를 겪게 한다. 두 개의 난포가 동시에 성장하여 두 번의 배란이 발생하면 비동일성 (이배란성) 쌍둥이를 낳을 수 있다. FSH는 난포의 성장과 동시에 인히빈 B의 상승과 FSH 수치의 저하를 시작하게 한다. 이는 배란으로 이어지는 가장 발달한 난포를 하나만 선택하기 위해 중요하다.
4. 2. 남성에서의 기능
FSH는 고환의 세르톨리 세포에 있는 FSH 수용체에 결합하여 세르톨리 세포가 안드로겐 결합 단백질(ABP)을 생성하는 것을 촉진하며,[16] 이는 정자 형성을 시작하는 데 매우 중요하다.[16] FSH는 1차 정모세포를 자극하여 감수 분열의 첫 번째 분열을 거쳐 2차 정모세포를 형성하도록 한다. 세르톨리 세포의 활성화는 정자 생성을 유지하고 인히빈 B 분비를 자극한다.
5. 측정
난포자극호르몬(FSH)은 국제 단위(IU)로 측정된다. 사람의 소변에서 추출한 FSH의 경우, 1 IU는 순수한 사람의 소변 FSH 0.11388 mg에 해당하는 활성을 갖는 FSH의 양으로 정의된다.[18] 재조합 FSH의 경우, 1 IU는 약 0.065~0.075 μg에 해당한다.[19]
FSH는 일반적으로 월경 주기의 초 난포기에 측정하며, 마지막 생리 시작일로부터 3~5일째가 일반적이다. 이 시점에서 에스트라디올(E2)과 프로게스테론 수치는 월경 주기에서 가장 낮은 지점에 있다. 이 시기의 FSH 수치를 ''기저 FSH'' 수치라고 부르며, 이는 배란에 접근할 때 증가하는 수치와 구별하기 위함이다.[17]
배란 전 여성의 평균 수치는 3.8-8.8 IU/L 정도이다. 배란 후에는 이 수치가 1.8-5.1 IU/L 사이로 떨어진다. 월경 주기의 중간 시점에는 4.5-22.5 IU/L 사이로 최고치에 도달한다. 폐경 중에는 16.74-113.59 IU/L 사이로 수치가 더욱 상승한다. 남성의 경우에는 1.5~12.4 IU/L 정도이다.
6. 관련 질환
어린 시절 동안에는 FSH 수치가 정상적으로 낮고, 여성의 경우 폐경기 이후에는 높다.
혈청 난포자극호르몬(FSH) 농도가 높은 가장 흔한 이유는 폐경을 겪고 있거나 최근에 겪은 여성의 경우이다.[20] 높은 FSH 수치는 성선에서 정상적인 제한적 피드백이 부재하여 뇌하수체 FSH 생산이 제한 없이 이루어짐을 나타낸다. FSH는 폐경기 이후 골다공증과 심혈관 질환에 기여할 수 있다.[20]
생식기 동안 높은 FSH 수치가 나타나는 것은 비정상적이다. 높은 FSH 수치를 보이는 질환에는 조기 폐경(조기 난소 부전), 난소 기능 저하(조기 난소 노화), 성선 이형성증, 터너 증후군, 클라인펠터 증후군, 거세, 스와이어 증후군, 특정 형태의 선천성 부신 과형성증, 고환 기능 부전, 루푸스 등이 있다.[21] 이러한 질환의 대부분은 임신 능력 저하 또는 불임과 관련이 있으므로, 높은 FSH 수치는 임신 능력 저하 또는 불임을 나타내는 지표가 된다.
여포자극호르몬(FSH) 분비 감소는 생식샘 기능 부전(성선 기능 저하증)을 초래할 수 있으며, 남성의 경우 정상적인 정자 생산 실패, 여성의 경우 생식 주기의 중단으로 나타난다.
FSH 분비가 매우 낮은 상태는 다낭성 난소 증후군, 다낭성 난소 증후군 + 비만 + 다모증 + 불임, 칼만 증후군, 아로마타제 과잉 증후군, 시상하부 억제, 뇌하수체 기능 부하증, 고프로락틴혈증, 생식샘자극호르몬 결핍, 생식샘 억제 치료 (GnRH 길항제, GnRH 작용제 (다운 레귤레이션))에서 관찰된다. FSH의 β-소단위체 유전자 돌연변이로 인한 고립된 FSH 결핍은 드물다.
6. 1. 높은 FSH 수치
혈청 난포자극호르몬(FSH) 농도가 높은 가장 흔한 이유는 폐경을 겪고 있거나 최근에 겪은 여성의 경우이다.[20] 높은 FSH 수치는 성선에서 정상적인 제한적 피드백이 부재하여 뇌하수체 FSH 생산이 제한 없이 이루어짐을 나타낸다. FSH는 폐경기 이후 골다공증과 심혈관 질환에 기여할 수 있다.[20]생식기 동안 높은 FSH 수치가 나타나는 것은 비정상적이다. 높은 FSH 수치를 보이는 질환에는 조기 폐경(조기 난소 부전), 난소 기능 저하(조기 난소 노화), 성선 이형성증, 터너 증후군, 클라인펠터 증후군, 거세, 스와이어 증후군, 특정 형태의 선천성 부신 과형성증, 고환 기능 부전, 루푸스 등이 있다.[21] 이러한 질환의 대부분은 임신 능력 저하 또는 불임과 관련이 있으므로, 높은 FSH 수치는 임신 능력 저하 또는 불임을 나타내는 지표가 된다.
6. 2. 낮은 FSH 수치
여포자극호르몬(FSH) 분비 감소는 생식샘 기능 부전(성선 기능 저하증)을 초래할 수 있으며, 남성의 경우 정상적인 정자 생산 실패, 여성의 경우 생식 주기의 중단으로 나타난다.FSH 분비가 매우 낮은 상태는 다낭성 난소 증후군, 다낭성 난소 증후군 + 비만 + 다모증 + 불임, 칼만 증후군, 아로마타제 과잉 증후군, 시상하부 억제, 뇌하수체 기능 저하증, 고프로락틴혈증, 생식샘자극호르몬 결핍, 생식샘 억제 치료 (GnRH 길항제, GnRH 작용제 (다운 레귤레이션))에서 관찰된다. FSH의 β-소단위체 유전자 돌연변이로 인한 고립된 FSH 결핍은 드물다.
7. 치료제로서의 활용
여포자극호르몬(FSH)은 불임 치료에 사용되며, 주로 체외 수정(IVF)의 일부로 조절 난소 과자극을 위해 사용된다. 어떤 경우에는 무배란의 역전을 위한 배란 유도에도 사용될 수 있다.
FSH 제제는 메노트로핀을 포함한 다양한 형태에서 LH 활성과 혼합되어 있거나, 재조합 FSH와 같이 LH 활성이 없는 형태로 사용된다. 요 중의 사람 뇌하수체 성선 자극 호르몬 제제로 FSH와 LH가 혼합된 것(hMG), 정제된 FSH(pureFSH), 유전자 재조합 제품(Follitropin)이 시판되고 있다.
한국에서는 다음과 같은 FSH 제제가 시판되고 있다:
- 뇌하수체성 성선 자극 호르몬 주사제 (hMG 제제, FSH와 LH의 생물 활성비가 약 1): HMG 페링, HMG 주 테이조(구 파고날), HMG 근주용 F(후지 약품)
- 뇌하수체성 성선 자극 호르몬 주사제 중 정제 FSH (pureFSH): 폴리몬 P 주, 고나퓨르 주
- 폴리트로핀 알파(유전자 재조합) 주사제 (유전자 재조합 FSH, rFSH): 고나르에프(Gonal-f)
- 폴리트로핀 베타(유전자 재조합) 주사액 (rFSH, 약가 기준 미수재): 폴리스팀(Follistim)
8. 추가 연구
8. 1. 종양 혈관 생성에서의 역할
고형 종양의 혈관 내피에서 높은 수준의 난포자극호르몬 수용체가 매우 광범위하게 감지되었다. 난포자극호르몬 결합은 신생 혈관 형성을 상향 조절하는 것으로 생각된다. 이는 두 가지 기전을 통해 이루어지는데, 하나는 VEGF 경로를 통하는 것이고, 다른 하나는 생리학적일 때 제대 혈관의 발달과 관련된 VEGF 독립적 경로를 통하는 것이다. 이러한 발견은 항종양 혈관 신생 치료법으로서 난포자극호르몬 및 난포자극호르몬 수용체 길항제의 사용 가능성을 제시한다. (현재의 항-VEGF 접근법에 대한 아바스틴 참조).참조
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