지방독성 간세포 모델 확립 및 이를 활용한 치료표적 발굴 연구 = Establishment of in vitro model and therapeutic target identification for the hepatic lipotoxicity

국문 초록 (Abstract)

지방독성은 과도한 지질 축적으로 인해 비지방조직에 지질이 축적되어 세포의 기능장애 및 사멸로 이어지는 대사 증후군의 대표적인 원인으로 알려져 있다. 우리 몸에 들어온 지질은 저장을 위해 지질 중간체로 전환될 수 있는데 전환된 지질 중간체들은 일차적으로 지방세포에 축적이 된다. 지방세포가 포화 상태가 되면 쌓인 지질들이 비지방세포에 영향을 미치게 되고 결국 지방독성을 일으키게 된다. 지질이 과다 축적된 비지방세포는 지방독성으로 인해 혈장 내 유리 지방산 수치를 상승시켜 인슐린 민감성에 부정적인 영향을 끼치고, 근육 내 지질 중간체의 축적으로 미토콘드리아의 기능장애를 유발하며, 간 손상을 초래한다. 간세포에서의 과량의 지질 축적은 산화적 스트레스를 유발하여 활성산소종을 생성하고 세포 사멸과 염증 그리고 비알콜성 지방간과 같은 간 질환을 초래한다. 하지만 이러한 간 지방독성 연구에 적합한 세포 (in vitro) 모델이 확립되어 있지 않기 때문에 본 연구에서는 여러 간 세포주에 지방독성을 유도하는 것으로 알려진 Palmitic acid를 처리하여 지방독성 연구에 가장 적합한 세포를 구축하고자 하였다. 또한 지방간을 유발하는 에탄올 식이 모델과 고콜레스테롤 식이, 고지질 식이 모델의 간 조직에서 REDD1 단백질의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. REDD1은 활성산소종, 세포 내 에너지 결핍, DNA 손상 등 다양한 스트레스에 반응하여 세포 생존에 관여하는 단백질로 알려져 있다. 그러나 간세포에서 과량의 지질 축적에 의해 유발되는 지방독성에 대한 REDD1의 역할과 조절 기전에 대해서는 알려진 바가 없다. 본 연구에서 지방독성을 유도하는 Palmitic acid를 처리하였을 때 REDD1의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 Palmitic acid에 의한 REDD1 발현의 증가는 전사적 활성화에 의해 조절되었다. 더 나아가 REDD1을 세포 내에 과발현 시켰을 때 지방독성을 유도하는 Palmitic acid로 인한 세포사멸을 방어하여 세포 생존율을 증가시키며 지질 축적을 감소시켰다. 이러한 결과를 종합해 보았을 때 REDD1이 간 지방독성 및 이로 인한 간질환의 새로운 치료 표적이 될 수 있을것이다.

목차 (Table of Contents)

• CONTENTS…………………………………………………………i
• LIST OF FIGURES………………………………………………ⅲ
• ABBREVIATIONS………………………………………………ⅳ
• ABSTRACT (Korean)……………………………………………ⅴ
• I. INTRODUCTION……………………………………………1
• II. MATERIALS AND METHODS……………………………3
• 1. Materials ……………………………………………………………3
• 2. Cell culture……………………………………………………………3
• 3. Animal and diet………………………………………………………3
• 4. PA preparation…………………………………………………………4
• 5. MTT assay………………………………………………………………4
• 6. RNA isolation and RT-PCR analysis ……………………………………4
• 7. Plasmid transfection and Luciferase assay ………………………………5
• 8. Immunoblot analysis ………………………………………………………5
• 9. Preparation of recombinant adenovirus…………………………………5
• 10. Oil red O staining…………………………………………………………6
• 11. Measurement of ROS production …………………………………………6
• 12. Statistical analysis…………………………………………………………7
• III. RESULTS……………………………………………………8
• 1. Cytotoxicity induced by PA in hepatocytes ………………………8
• 2. Lipid accumulation by PA in hepatocytes………………………11
• 3. Expression of REDD1 in in vivo fatty liver model……………………14
• 4. Increased expression level and transcriptional regulation of REDD1 by PA…………………………………………………………………… 17
• 5. The cytoprotective effect of REDD1 against lipotoxicity………………20
• IV. DISCUSSION………………………………………………23
• V. REFERENCES……………………………………………25