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AMPK와 자식작용의 미토콘드리아 생합성 조절 기전
Control Mechanism of AMPK and Autophagy for Mitochondrial Biogenesis 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.9 no.4, 2009년, pp.355 - 363  

전병환 (Washington University School of Medicine)

초록
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비정상적인 미토콘드리아에 의해 산화 스트레스가 증가하면 세포내 신호전달 및 유전자 발현에 손상을 일으켜 인슐린 저항성이나 당뇨병 등의 여러 질환들을 유발한다. 그런데 자식작용은 산화 스트레스로 기능이 저하된 미토콘드리아를 제거하여 인슐린 저항성 등을 억제해준다. 한편 운동도 미토콘드리아 생합성을 강화시켜 조직의 기능저하나 퇴행을 회복시켜준다. 따라서 운동과 자식작용이 서로 연관되어 미토콘드리아 생합성을 유도하는 신호체계로 작용할 가능성이 있고, 이 연구를 통해 운동 혹은 AICAR (aminoimidazole-4-carboxamide-1-${\beta}$-D-ribofuranoside)처치로 활성 화된 AMPK(5'-AMP- activated protein kinase) 신호전달체계가 미토콘드리아 생합성을 증가시키는 경로에 자식작용이 관여하는지의 여부를 확인하고자 하였다. 연구결과에 따르면, 6시간의 급성운동으로 쥐의 골격근에서 PGC-1(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1)과 mtTFA (mitochondrial transcription factor A)의 mRNA 발현이 유의하게 증가하였다. 하지만 자식작용 표지제인 LC3(microtubule-associated proteinl light chain 3)의 mRNA 발현은 증가경향을 나타냈지만 유의하지 않았다. 한편 C2C12 근세포에서도 AICAR 처치에 의해 PGC-1, mtTFA mRNA 발현이 모두 증가하였지만, 이러한 증가는 LC3 SiRNA에 의해서 억제되지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 통해 자식작용은 AMPK에 의해 조절되는 신호전달 전달체계와는 다른 경로로 미토콘드리아 생합성에 영향을 미칠 것으로 사료된다.

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Increased oxidative stress by abnormal mitochondrial function can damage cell signal transduction and gene expression, and induce insulin resistance or diabetes. Autophagy, however, improve insulin resistance by clearance of malfunctioning mitochondria. Exercise also recovers the muscle dysfunction ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • (2) AICAR(AMPK 길항제) 처치가 PGC-1의 신호전달을 통해 미토콘드리아 생합성을 향상시킬 때, 자식작용이 그 중간의 매개신호로서 작용하는지의 여부를 알아보고자 한다.
  • 따라서 이 연구에서는 운동으로 유도되는 미토콘드리아 생합성의 신호전달체계에 있어 AMPK가 자식작용과 관련이 있는지의 여부를 가설로 설정하여 증명함 , 으로써, 궁극적으로 운동이 대사기능면에서 긍정적 효과를 미치는 신호전달경로의 일부를 규명할 수 있을 것으로 판단된다. 보다 세부적으로,
  • 이때 이런 처치요법들이 운동 중에 인체에서 활성화되는 물질들과 관련 있는지 혹은 무관하게 작용하는지를 확인하는 것은 필수적이다. 이번 연구에서는 운동 혹은 AICAR에 의해 증가된 AMPK의 활성이 미토콘드리아 생합성을 상승조절하여 대사기능을 향상시키는 일련의 신호전달체계에서, 자식작용이 그 중간 매개 물질로서의 역할을 하는지 여부를 확인하고자 하였다.
  • 이번 연구에서도 선행연구들을 바탕으로 미토콘드리아 생합성을 유도하는 자식작용이 AMPK에 의해 조절되는 미토콘드리아 생합성과도 관련되어 작용할 가능성을 예상하고, 일련의 신호전달물질들의 활성 강화와 억제 처치를 통해 그 신호전달경로를 규명하고자 하였다. 그리고 연구결과들을 종합해보면, 자식작용은 AMPK, PGC-1 그리고 미토콘드리아 생합성에 이르는 신호전달경로에서 중간신호물질로 작용하지는 않으며 , 다른 별도의 신호전달 전달체계를 통해 PGC-1과 미토콘드리아 생합성의 활성에 영향을 미칠 것으로 사료된다.
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참고문헌 (19)

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