3T3-L1의 갈색지방화과정에서 NaCl처치와 MEK6 transfection이 adipogenesis에 미치는 영향

Abstract

우리나라를 포함하여 전 세계적으로 비만인구가 급증하고 있으며 비만은 유전자, 생활습관, 식습관 등 비만유도환경에 의하여 대사증후군 등 다양한 성인합병증으로 전환되는 근원이 되고 있다. 특히, NaCl섭취는 식습관 관련 연구에서 비만발생의 원인 중의 하나로 추정되고 있지만, 관련 기전(신호전달 및 대사)에 관한 연구는 전무하다. 본 연구의 목적은 1) NaCl이 흰색지방(White FAT;WAT) 및 갈색화지방(Beige FAT; BAT) 에서의 세포분화(adipogenesis)에 미치는 영향, 2) MEK6유전자를 과발현한 WAT 및 BAT에서의 비만 관련기전에 미치는 영향을 확인하고자 한다. 위 목적을 달성하기 위하여 WAT-대조군(CON/W-0), WAT+Salt군 (CON/W-50), BAT-대조군(CON/B-0), BAT+Salt(COB/B-50), WAT/MEK6+/+(Tg/W-0), WAT/MEK6+/++Salt (Tg/W=50), BAT/MEK6+/+ (Tg/B-0), BAT/MEK6+/++Salt(Tg/B-50)으로 총 8군으로 설정하였다. MEK6 과발현은 대조군(Tg-/-)과 Tg+/+으로 구분하였다. NaCl의 농도별 세포독성검사(MTT assay)에 의하여 처치농도는 50mM로 결정하였다. MEK6의 과발현을 위한 형질전환은 chemical 방법(Lipofectamine 3000)을 이용하였다. 형질전환을 확인(PCR 방법)한 결과, 대조군에 비하여 MEK6 RNA 발현은 1.6배 높았고, MEK6의 단백질 발현은 3.5배 높았다. 갈색화유도배지(T3, insulin, rosiglitazone, IBMX 포함)를 이용한 WAT의 갈색화과정은 UCP-1 단백질 발현이 대조군에 비하여 2.5배 높은 것으로 확인하였다. 세포 분화 및 TG 합성확인(Oil Red O staining, DAPI/Nile red staining), 염증성 사이토카인 확인(ELISA assay), 에너지대사 측정(산소 소비량 분석방법) 등을 수행하였다. WAT와 BAT 모두에서 MEK6 과발현 여부와 관계없이 NaCl을 처치하였을 때 지방구의 크기와 수가 증가하였다. 특히, MEK6 과발현(Tg+/+)WAT와 BAT는 Tg-/-에 비하여 지방구의 크기와 수가 증가하였다. Adipogenesis 관련 유전저인 PPAR-γ와 C/EBP-α의 단백질 발현은 [Con/W-0]에 비하여 [Con/W-50]에서 모두 1.5배씩 유의적으로 증가하였다. 반면 BAT에서는 MEK6 과발현 여부와 관계없이 PPAR-γ와 C/EBP-α 단백질 발현이 NaCl처치와 관련이 없었다. MEK6 과발현된 WAT에서는Tg-/-에 비하여 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-1β, IL-6가 각 6.5배, 6배, 40배 증가하였고, 항염증성인자인 adiponectin은 1/10로 감소하였다. Leptin은 MEK6 과발현과 관련성이 없는 것으로 보이나 adiponectin/ leptin ratio(ALR)는 1/5로 감소하였다. 에너지소비 및 대사를 확인하는 산소소비량측정 결과, MEK6 과발현 여부와 관계없이 WAT와 BAT 모두 NaCl을 처치한 경우 대조군보다 산소소비량이 증가하였다. 반면 MEK6 과발현(Tg+/+)의 경우 Tg-/-에 비해 최대 산소소비량에 도달하는 시간이 느리며 이는 대조군에서 발견되지 않는 지체역치구간이 있기 때문이었다. MEK6 과발현이 미토콘드리아의 산소소비를 결정하는 인자와 연관성이 있다는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 MEK6 과발현 및 NaCl 처치 시 WAT와 BAT의 비만관련대사(adipogenesis, inflammation, 에너지소비량 등)가 활성화되며 WAT가 BAT보다 영향력이 더 크게 나타났다. 또한 MEK6 과발현한 WAT에서 NaCl 처치시 대조군보다 위에서 제시한 비만대사가 유의적으로 증가하였으며 BAT의 경우보다 높았다. 따라서 본 연구에서 국내외 최초로 NaCl처치에 따라 adipogenesis가 증가하는 연계기전으로 MEK6 pathway를 제안한 것이다. 향후 in vivo 실험 및 임상실험을 통하여 MEK6의 pathway기전을 모두 규명한다면 NaCl 섭취증가에 따른 비만을 예방하고 한국인 NaCl섭취 기준설정에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.