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쓴메밀 새싹 추출물의 히스톤 아세틸화 효소 활성 저해에 의한 비알코올성 지방간 억제 효능
Effect of Tartary Buckwheat Sprout on Non-Alcoholic Fatty Liver Disease through Anti-Histone Acetyltransferase Activity 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.46 no.2, 2017년, pp.169 - 176  

황진택 (한국식품연구원) ,  남태규 (한국식품연구원) ,  정민유 (한국식품연구원) ,  박재호 (한국식품연구원) ,  최효경 (한국식품연구원)

초록
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본 연구에서는 쓴메밀 새싹 추출물(TBS)을 대상으로 histone acetyltransferase(HAT) 활성 저해능을 평가하고 oleic acid와 palmitic acid(OPA)를 이용하여 HepG2 세포에서 비알코올성 지방간을 유도하여 그 효과를 검토하였다. HeLa 세포의 nuclear extract(NE)를 HAT의 source로 하여 in vitro에서 TBS에 의한 HAT 활성 저해능을 평가한 결과 추출물의 처리에 의하여 HAT 활성이 억제됨을 관찰할 수 있었다. 또한, 대표적인 HAT 단백질인 p300과 CBP를 이용하여 동일한 방식으로 HAT 억제능을 평가한 결과 TBS 처리에 의하여 두 단백질 모두 활성이 감소하였으며, 특히 TBS는 p300의 활성을 특이적으로 저해함을 확인할 수 있었다. 그뿐만 아니라 HepG2 세포에 $400{\mu}M$의 oleic acid 및 $100{\mu}M$의 palmitic acid와 함께 $200{\mu}g/mL$, $500{\mu}g/mL$의 TBS를 처리한 후 NE를 이용하여 세포 내 HAT 활성을 측정한 결과 역시 추출물 처리에 의하여 세포 내 HAT 활성이 저해되어 있음이 관찰되었다. TBS에 의한 HAT 활성의 억제는 세포 내 다양한 단백질들의 아세틸화 저해와 지질축적에 의하여 아세틸화 변형을 일으키는 것으로 알려진 histone H3K9, H4K8의 아세틸화 및 H3K36의 아세틸화를 감소시켰으며, 세포 내 지질합성과 관련된 대표적 유전자인 SREBP1c, ACLY, FAS의 전사 활성 역시 저해함을 관찰하였다. 이와 같은 변화를 통하여 OPA에 의하여 HepG2 세포 내에 축적되었던 지질은 TBS의 처리에 의하여 효과적으로 감소하였으며 이때 처리된 OPA와 소재에 의한 세포 내 독성은 관찰되지 않았다. 그러므로 이러한 결과는 TBS에 의한 HAT 활성의 저해가 히스톤 단백질의 아세틸활 변형을 억제하고 이를 통하여 지방 합성 관련 유전자들의 전사 활성을 감소시켜 결과적으로 세포 내 지질축적을 방지하는 것으로 생각되며, TBS은 비알코올성 지방간질환의 예방에 좋은 천연물 소재로 활용될 수 있을 것이라 여겨진다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is caused by chronic lipid accumulation due to dysregulation of lipid metabolism in the liver, and it is associated with various human diseases such as obesity, dyslipidemia, hypertension, and diabetes. Histone acetylation is a representative epigenetic mech...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 쓴메밀 새싹 추출물(TBS)을 대상으로 histone acetyltransferase(HAT) 활성 저해능을 평가하고 oleic acid와 palmitic acid(OPA)를 이용하여 HepG2 세포에서 비알코올성 지방간을 유도하여 그 효과를 검토하였다. HeLa 세포의 nuclear extract(NE)를 HAT의 source로 하여 in vitro에서 TBS에 의한 HAT 활성 저해능을 평가한 결과 추출물의 처리에 의하여 HAT 활성이 억제됨을 관찰할 수 있었다.
  • 본 연구에서는 쓴메밀 새싹 추출물(TBS)이 HAT 활성을 억제하고 지방합성 관련 유전자들의 발현을 감소시킴으로써 지방세포 내 중성지방의 축적을 억제하는 것을 밝히며, 단순 지방간증 예방 치료를 위한 소재 개발의 기초자료를 제공하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
비알코올성 지방간질환에 포함되는 질환은? 우리나라에서도 식생활의 서구화와 운동량의 감소로 인하여 2013년 그 유병률이 25~30%정도로 추정된다(3). 비알코올성 지방간질환은 단순 지방간증(simple steatosis, non alcoholic fatty liver)에서부터 지방간염(steatohepatitis), 간경변(cirrhosis)까지 넓은 간질환의 스펙트럼을 포함한다. 특히 단순 지방간증은 비알코올성 지방간질환의 첫 단계로 지방간염이나 간경화 그리고 간암으로 진행될 수 있으며, 이로 인해 발생하는 심혈관계, 고혈압 및 신장질환 등 만성 대사성질환 발생의 위험인자로 알려져 있기 때문에 그 중요성이 증가하고 있다(4).
단순 지방간증과 인슐린 저항성을 높이는 후성유전적 유전자의 발현 조절 기작의 첫 번째 단계는 무엇인가? 후성유전적 유전자의 발현 조절과 다양한 질병의 발생이 관련되어 있다는 보고와 함께, 비알코올성 지방간질환에 후성유전적 기전에 의한 간 기능 조절에 관한 연구 역시 계속되고 있다. 대표적 히스톤 아세틸 전이효소(histone ace-tyltransferase, HAT)인 p300의 활성 증가는 histone H3K9의 아세틸화 증가를 통하여 단순 지방간증의 진행에서 중성지방 합성과 연관된 DGAT1과 DGAT2의 전사를 활성화하며(8), 고지방식이에 의한 p300의 활성 증가가 car-bohydrate-responsive element-binding protein(ChREBP)의 아세틸화를 유도하고 결과적으로 단순 지방간증과 인슐린 저항성을 높인다고 보고되었다(9). Glucose에 의하여 활성화된 p300 역시 전사인자인 ChREBP와 함께 히스톤 단백질과 비히스톤 단백질들의 아세틸화를 통하여 당분해(gly-colytic) 그리고 지방생성(lipogenic) 관련 유전자 전사를 활성화하고(10), 제2형 당뇨와 단순 지방간증을 유도한다(11,12).
새싹채소란 무엇인가? )은 마디풀과에 속하는 일년초로서 분류학상 곡류와 유사하여 잡곡으로 취급하고 있다(18). 새싹채소는 종자를 발아시킨 후 물로만 재배하여 1주 안에 수확하는 미성숙 채소이다. 메밀 새싹은 단백질, 미네랄, 식이섬유 및 비타민 공급원이며 루틴 등 다양한 플라보노이드를 함유하고 있다(19,20).
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