Functions for the PEN2 in the adipocytes differentiation = 지방 분화에 있어 PEN2의 기능연구

국문 초록 (Abstract)

지방 분화는 신호 전달과 유전자들의 발현을 포함하는 복잡한 과정에 의하여 조절된다. 지방합성과정에 있어서 peroxysome proliferator-activated factor gamma (PPAR-γ ), CCAAT/enhancer-binding protein family (C/EBP family)와 sterol regulatory element-binding protein-1(SREBP-1)등과 같은 전사인자는 중요한 것으로 보고 되어져 있다. 그러나 많은 연구와 유전자들의 동정에도 불구하고 지방 형성이 시작되는 메커니즘은 아직도 많은 부분이 밝혀져 있지 않다. 그러므로 본 연구에서는 지방 분화 동안에 조절이 되는 유전자를 동정하고자 한우의 intramuscular fibroblast-like cell을 이용하여 DD-PCR을 수행하였고 그 결과 Precenilin enhancer 2 (PEEN2) gene을 동정하였다. 한우의 PEN2 유전자는 303bp 염기서열로, 101개의 아미노산을 암호화 하고 있었다. 다른 종들과 비교한 결과 상동성이 95% 이상으로 종간에 잘 보존 되어 있었다. 한우의 각 조직에서 PEN2 mRNA 발현을 Northern blotting을 통하여 확인한 결과 정소, 간, 갈비살, 심장, 비장, 대장, 소장 그리고 지방세포에서도 그 발현이 확인 되었다. 또한 한우의 intramuscular fibroblast-like cell이 지방세포로 분화하는 과정에 있어서 유전자의 PEN2발현을 Northern blotting을 통하여 확인해 보았을
때 지방세포로 분화함에 따라서 점차 감소되는 것을 알 수 있었다. 한우의 PEN2유전자가 과발현 되는 3T3-L1 cell을 분화 유도 하였을 경우 지방의 형성이 억제되는 결과를 보였고 siRNA system을 이용하여 endogenous한 PEN2의 발현을 억제시켰을 경우 지방 분화가 매우 현저하게 증가하였다. 이러한 결과는 PEN2가 지방 분화에 관련하여 매우 중요한 역할을 하고 있다는 것을 제시하고
있다. Notch signaling에 관련된 gamma-secretase complex 유전자들은 지방분화 2day 시기에 그 발현이 감소하였다. 그러나 Notch1과 Hes-1 mRNA 발현은 지방 분화 2day 시기에 증가하였고 반면에 Preadipocyte factor-1인 Pref-1의 mRNA발현은 2day시기에 현저히 감소하였다. 이러한 결과는 PEN2가 지방 형성에 있어 중요한 역할을 한다는 것을 제시하고 있으며 PEN2에 의하여 조절되는 Notch signaling은 지방분화에 중추적 역할을 수행할 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Adipocyte differentiation is controlled by complex actions involving gene expression and signal transduction. During adipogenesis, peroxisome proliferator-activated receptor gamma, the CCAAT/enhancer-binding protein family and sterol regulatory element-binding protein-1 are known to function as master regulators. However, despite the identification and extensive study of genes for the adipocyte differentiation, the mechanism underlying the earliest step, which triggers the initiation of differentiation, remains unknown. To identify regulated genes during adipocyte differentiation, we cloned presenilin enhancer 2 (PEN2) gene from bovine intramuscular fibroblast-like cells during adipocyte differentiation by DD-PCR. The bovine PEN2 consists of 101 amino acids and is approximately 95% identical to the human and mouse PEN2. The bPEN2 mRNA was detected in testis, liver, rib meat, heart, spleen, colon, small intestine, and adipose tissue by northern blot analysis. Also, we investigated the expression of bPEN mRNA in Hanwoo intramuscular fibroblast-like cells during adipocyte differentiation by northern blot analysis. The expression level of bPEN2 was down-regulated during adipocyte differentiation. The ectopic expression of bovine PEN2 reduced adipogenesis in 3T3-L1 cells. However, inhibition of endogenous PEN2 by siRNA system induced adipogenesis in 3T3-L1 cells. The expression of gamma-secretase complex genes related Notch signaling were decreased at 2 day during adipocyte differentiation. But expression of Notch and Hes-1 mRNA were increased at 2 day. On the other hand, expression of preadipocyte factor 1 (Pref-1) mRNA was suppressed at 2 day during adipocyte differentiation. These results suggest possibility that PEN2 may have some function to play an important role in the adipocyte differentiation. We conclude that the Notch signaling regulated with PEN2 is essential for adipocyte differentiation.

목차 (Table of Contents)

• CONTENTS
• CONTENTS = ⅰ
• LIST OF FIGURES = ⅱ
• ABBREVIATIONS = ⅳ
• ABSTRACT = 1
• Ⅰ.INTRODUCTION = 3
• Ⅱ.REVIEW OF LITERATURE = 5
• Ⅲ.MATERIAL AND METHODS = 12
• Ⅳ.RESULTS = 21
• 1. Cloning and characterization of PEN2 gene = 21
• 2. Function of PEN2 in the adipocyte differentiation = 26
• 3. Characterization of Notch signaling pathway in the adipocyte differentiation = 35
• Ⅴ.DISCUSSION = 39
• Ⅵ.REFERENCES = 44
• 국문초록 = 51
• ACKNOWLEDGEMENT = 53