인간 내장 및 피하 지방 조직에서 UCP1 발현 양상과 대사 지표 및 비만/대사-관련 마커 발현과의 관련성 Associations of Uncoupling Protein-1 (UCP1) expression in Visceral and Subcutaneous Adipose Tissue of Human and Metabolic parameters and Obesity-related Markers expression원문보기
비만은 전세계적으로 증가 추세를 보이며 건강에 위협을 주는 주요 공중 보건 문제 중 하나로 이에 대한 예방과 치료 방안이 중요해지고 있다. 미토콘드리아에서 발현하는 UCP1 (uncoupling protein 1) 은 대사와 에너지의 균형과 조절, 추위와 식이 섭취에 의한 열 발생 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 기전들은 비만의 병인과 연관되어 있다. 본 연구에서는 인간 백색 내장 ...
연구 목적
비만은 전세계적으로 증가 추세를 보이며 건강에 위협을 주는 주요 공중 보건 문제 중 하나로 이에 대한 예방과 치료 방안이 중요해지고 있다. 미토콘드리아에서 발현하는 UCP1 (uncoupling protein 1) 은 대사와 에너지의 균형과 조절, 추위와 식이 섭취에 의한 열 발생 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 기전들은 비만의 병인과 연관되어 있다. 본 연구에서는 인간 백색 내장 지방 조직 및 피하 지방 조직에서 UCP1 mRNA 의 발현 양상을 대조군 및 당뇨병 유무에 따른 비만군들과 비교하고 비만-관련 대사 지표 및 비만/대사 관련 marker들의 발현과 관련성을 살펴 보았다. 또한 분화된 지방 세포에 염증-관련 물질과 일부 대사 개선 약제들을 처리한 후 UCP1 mRNA 발현의 변화 양상을 살펴 봄으로써 비만 및 비만-관련 대사 질환에 미치는 UCP1 의 역할을 탐색하고자 하였다.
연구 방법
39 명의 정상 체중 여성 [18.5 kg/m2 < body mass index (BMI) ≤ 25 kg/m2], 당뇨가 없는 41명의 비만 여성과 제2형 당뇨가 있는 22명의 비만 여성 [BMI ≤ 30 kg/m2] 총 102 명의 여성으로 구성되어 있다. 정상 체중군은 양성 질환으로 개복 수술을 한 환자들이었고, 비만군은 비만 수술 혹은 대사 수술로써 복강경 Roux-en-Y 위 우회술을 시행받은 환자들이었다. 동의서를 통해 참여 동의를 받았으며 각 기관의 임상연구심의위원회의 승인을 받고 진행하였다. 혈액 검사를 통해 대사 지표들을 측정하였고 복부 CT 를 통해 복부 지방 분포를 측정하였다. 내장 지방 조직 (visceral adipose tissue; VAT) 및 피하 지방 조직 (subcutaneous adipose tissue; SAT) 에서 지방 조직 표본을 채취하여 지방 세포의 크기를 측정하였으며, UCP1 mRNA 발현 및 비만/대사 관련 marker 들의 mRNA 발현을 측정하였다. 또한 전구 지방 세포를 분리하여 분화 과정에서의 UCP1 mRNA 발현 양상을 살펴보았으며, 염증성 싸이토카인과 ER stressor에 의한 UCP1 mRNA 의 발현 변화 및 일부 대사 개선 약제가 UCP1 mRNA 발현에 미치는 영향을 분석하였다.
연구 결과
세 군 모두에서 VAT UCP1 mRNA 발현은 SAT UCP1 mRNA 발현보다 유의하게 높았으며, SAT UCP1 mRNA 발현은 정상 체중군에서 가장 높게, 당뇨가 없는 비만군, 당뇨가 있는 비만군 순으로 나타났고, VAT UCP1 mRNA 발현은 당뇨가 없는 비만군에서 가장 높게, 당뇨가 있는 비만군과 정상 체중군은 유사한 정도로 나타났다. SAT UCP1 mRNA 발현은 체질량지수, 총 복부 지방 면적, 내장 지방 면적, 혈압, 혈당, 인슐린, HOMA-IR, 중성 지방, hsCRP, 혈중leptin, 혈중FGF21, 혈중ANGPTL2 와는 유의한 음의 관련성을 보였고, 혈중adiponectin 과는 양의 관련성을 보였다. VAT UCP1 mRNA 발현은 내장 지방 면적/피하 지방 면적의 비 (visceral-to-subcutaneous fat ratio; VSR), 혈당, 중성 지방과 유의한 음의 관련성을 보였다. VAT UCP1 mRNA 발현은 지방 세포의 크기와 유의한 관련성을 나타내지 않았으나 SAT UCP1 mRNA 발현은 지방 세포의 크기가 커질수록 유의하게 감소하는 경향을 보였다. SAT UCP1 mRNA 발현은 leptin, MMP9, CHOP, LECT2 유전자 발현과 유의한 음의 관련성을 보였으며, adiponectin 발현과는 유의한 양의 관련성을 보였다. VAT 와 SAT 모두에서 UCP1 mRNA 발현은 지방 조직 갈색화와 관련된 PRDM16 와 CIDEA 유전자 발현과 유의한 양의 관련성을 보였다. 전구 지방 세포에서 지방 세포로 분화하면서 UCP1 mRNA 발현은 유의하게 증가하였으며, 분화된 지방 세포에 thapsigargin, tunicamycin, homocysteine, TNF-α, IL-1β 와 같은 stressor 를 처리했을 때UCP1 mRNA 발현이 유의하게 억제됨이 관찰되었고, exendin 4, dapagliflozin, telmisartan 과 같은 대사 개선 약제 처리 후 일정 농도에 UCP1 mRNA 발현이 유의하게 상승됨이 관찰되었다.
결론
본 연구를 통해 갈색 지방 조직에서 열 발생에 관여하는 UCP1 mRNA 가 인간의 백색 지방 조직에서도 발현됨을 관찰할 수 있었으며, SAT 및 VAT 의 UCP1 mRNA 가 비만 및 비만-관련 대사 질환에 관여될 가능성이 있을 것으로 추측된다. 따라서 UCP1 mRNA 의 발현을 증가시키거나 UCP1 mRNA 의 발현 감소 요인을 억제시키는 방법이 열 발생을 통한 에너지 소비를 증가시켜 향후 비만 및 비만-관련 대사 질환을 치료할 수 있는 하나의 방법으로 제시될 수 있을 것이다.
연구 목적
비만은 전세계적으로 증가 추세를 보이며 건강에 위협을 주는 주요 공중 보건 문제 중 하나로 이에 대한 예방과 치료 방안이 중요해지고 있다. 미토콘드리아에서 발현하는 UCP1 (uncoupling protein 1) 은 대사와 에너지의 균형과 조절, 추위와 식이 섭취에 의한 열 발생 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 기전들은 비만의 병인과 연관되어 있다. 본 연구에서는 인간 백색 내장 지방 조직 및 피하 지방 조직에서 UCP1 mRNA 의 발현 양상을 대조군 및 당뇨병 유무에 따른 비만군들과 비교하고 비만-관련 대사 지표 및 비만/대사 관련 marker들의 발현과 관련성을 살펴 보았다. 또한 분화된 지방 세포에 염증-관련 물질과 일부 대사 개선 약제들을 처리한 후 UCP1 mRNA 발현의 변화 양상을 살펴 봄으로써 비만 및 비만-관련 대사 질환에 미치는 UCP1 의 역할을 탐색하고자 하였다.
연구 방법
39 명의 정상 체중 여성 [18.5 kg/m2 < body mass index (BMI) ≤ 25 kg/m2], 당뇨가 없는 41명의 비만 여성과 제2형 당뇨가 있는 22명의 비만 여성 [BMI ≤ 30 kg/m2] 총 102 명의 여성으로 구성되어 있다. 정상 체중군은 양성 질환으로 개복 수술을 한 환자들이었고, 비만군은 비만 수술 혹은 대사 수술로써 복강경 Roux-en-Y 위 우회술을 시행받은 환자들이었다. 동의서를 통해 참여 동의를 받았으며 각 기관의 임상연구심의위원회의 승인을 받고 진행하였다. 혈액 검사를 통해 대사 지표들을 측정하였고 복부 CT 를 통해 복부 지방 분포를 측정하였다. 내장 지방 조직 (visceral adipose tissue; VAT) 및 피하 지방 조직 (subcutaneous adipose tissue; SAT) 에서 지방 조직 표본을 채취하여 지방 세포의 크기를 측정하였으며, UCP1 mRNA 발현 및 비만/대사 관련 marker 들의 mRNA 발현을 측정하였다. 또한 전구 지방 세포를 분리하여 분화 과정에서의 UCP1 mRNA 발현 양상을 살펴보았으며, 염증성 싸이토카인과 ER stressor에 의한 UCP1 mRNA 의 발현 변화 및 일부 대사 개선 약제가 UCP1 mRNA 발현에 미치는 영향을 분석하였다.
연구 결과
세 군 모두에서 VAT UCP1 mRNA 발현은 SAT UCP1 mRNA 발현보다 유의하게 높았으며, SAT UCP1 mRNA 발현은 정상 체중군에서 가장 높게, 당뇨가 없는 비만군, 당뇨가 있는 비만군 순으로 나타났고, VAT UCP1 mRNA 발현은 당뇨가 없는 비만군에서 가장 높게, 당뇨가 있는 비만군과 정상 체중군은 유사한 정도로 나타났다. SAT UCP1 mRNA 발현은 체질량지수, 총 복부 지방 면적, 내장 지방 면적, 혈압, 혈당, 인슐린, HOMA-IR, 중성 지방, hsCRP, 혈중leptin, 혈중FGF21, 혈중ANGPTL2 와는 유의한 음의 관련성을 보였고, 혈중adiponectin 과는 양의 관련성을 보였다. VAT UCP1 mRNA 발현은 내장 지방 면적/피하 지방 면적의 비 (visceral-to-subcutaneous fat ratio; VSR), 혈당, 중성 지방과 유의한 음의 관련성을 보였다. VAT UCP1 mRNA 발현은 지방 세포의 크기와 유의한 관련성을 나타내지 않았으나 SAT UCP1 mRNA 발현은 지방 세포의 크기가 커질수록 유의하게 감소하는 경향을 보였다. SAT UCP1 mRNA 발현은 leptin, MMP9, CHOP, LECT2 유전자 발현과 유의한 음의 관련성을 보였으며, adiponectin 발현과는 유의한 양의 관련성을 보였다. VAT 와 SAT 모두에서 UCP1 mRNA 발현은 지방 조직 갈색화와 관련된 PRDM16 와 CIDEA 유전자 발현과 유의한 양의 관련성을 보였다. 전구 지방 세포에서 지방 세포로 분화하면서 UCP1 mRNA 발현은 유의하게 증가하였으며, 분화된 지방 세포에 thapsigargin, tunicamycin, homocysteine, TNF-α, IL-1β 와 같은 stressor 를 처리했을 때UCP1 mRNA 발현이 유의하게 억제됨이 관찰되었고, exendin 4, dapagliflozin, telmisartan 과 같은 대사 개선 약제 처리 후 일정 농도에 UCP1 mRNA 발현이 유의하게 상승됨이 관찰되었다.
결론
본 연구를 통해 갈색 지방 조직에서 열 발생에 관여하는 UCP1 mRNA 가 인간의 백색 지방 조직에서도 발현됨을 관찰할 수 있었으며, SAT 및 VAT 의 UCP1 mRNA 가 비만 및 비만-관련 대사 질환에 관여될 가능성이 있을 것으로 추측된다. 따라서 UCP1 mRNA 의 발현을 증가시키거나 UCP1 mRNA 의 발현 감소 요인을 억제시키는 방법이 열 발생을 통한 에너지 소비를 증가시켜 향후 비만 및 비만-관련 대사 질환을 치료할 수 있는 하나의 방법으로 제시될 수 있을 것이다.
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