[보고서]비알콜성 지방간질환의 병리기작 연구 및 예후인자/ 표적치료법 개발

비알콜성 지방간질환의 병리기작 연구 및 예후인자/ 표적치료법 개발
Study of Pathogenesis and Development of Prognostic Marker and Targeted Therapy for Non-alcholic Fatty Liver Disease(NAFLD) 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	가톨릭대학교 산학협력단 Catholic University of Korea
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2013-04
과제시작연도	2012
주관부처	보건복지부 [Ministry of Health & Welfare(MW)(MW)
등록번호	TRKO201400003887
과제고유번호	1465011111
사업명	보건의료기술연구개발
DB 구축일자	2014-05-07
키워드	비알콜성 지방간.비알콜성지방간염.간섬유화.염증반응.Non-alcoholic steatosis.Non-alcoholic steatohepatitis (NASH).fibrosis.inflammation.
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201400003887

초록 ▼

- 세포주에 oleate와 plamitate를 처리하여 NAFL의 in vitro 모델 확립 하였고, 이 모델을 이용하여 선도물질의 NAFL 치료 효과 검증하였음.
- 또한 in vitro 모델에서 다양한 유도체의 효능을 스크리닝 한 후, 구조-효능 상관성을 분석하여 선도물질을 최적화 하였고, 분석을 위하여 각 세부 별로 선택된 선도물질에 관한 연구를 진행하였음.
- 단순지방간에서 지방간염으로 전이되는 인자 발굴을 위한 환자에서 혈액학적으로 cytokine array를 실시하였고, 이를 바탕으로 NASH로 진행되는 예측 표지자 선별에 대한 연구를 진행하였음.
- 고지방식이를 먹여 NAFLD와 NASH에 관련된 in vivo 마우스 모델 확립하고, 혈액학적으로나 조직학적으로 검증 하였음.
- 비알콜성 지방간염(NASH) 모델을 대상으로 microarry를 실시하여 찾은 유전자들 중 NASH 진행을 예측 할 수 있는 예후 표지자를 선별하고 선도물질에 의한 NAFLD, NASH 간조직에서 비알콜성 지방간 관련 유전자 및 단백질 발현변화를 분석하였음.
- ASXL1/2 (제3세부과제에서 연구)의 발현을 NASH 환자의 조직과 혈청에서 확인하고, 상호관계에 있을 것으로 추정되는 단백질들과의 상관관계를 NASH in vivo 조직에서 관찰하여 비알콜성 지방간질환의 분자생물학적 기전을 규명하였음.
- 지방간 조직에서 ASXL1, ASXL2의 활성 및 발현조절기전 규명을 위하여 knock-out/TG mice 제조 및 활용하였음. 이러한 결과로 ASXL1과 ASXL2의 기능이 상반된 기능을 한다는 것을 밝혀냄
- 지방간 생성 및 조절에 중요한 PPARα , LXRα , AMPK, SIRT1의 활성 분석법 확립 및 제2세부과제에서 제공되는 물질이 이들 인자의 활성에 미치는 영향을 분석하고 ASXL1과 ASXL2의 기능과의 상관관계를 연구하였음.

Abstract ▼

- Investigated the anti-hepatosteatotic effect of new lead compounds in vitro in hepaticsteatosis model systems.
- Established a NASH mouse model, fed a 60% high-fat diet (HFD) to demonstrate the anti-fibrotic effect of new lead compounds, which has anti-oxidant and anti-inflammatory properties in vivo.
- Investigated gene expression in HFD induced NAFLD mice by using affymetrix genechips. We selected candidate genes, which have gene expression change in HFD-induced NASH mouse model.
_ We confirmed our selected new marker genes of NASH in the mouse model by treatment with new lead compounds.
New marker genes demonstrated change in mRNA expression revel. These genes will play a role as new NASH markers.
- We investigated the anti-hepatosteatotic effect of new lead compounds in NAFLD in vitro model.
- We investigated cell signal pathways of new lead compounds. The mRNA and protein expression was reduced in NAFLD by treating new lead compounds. However, the result exhibited preventive effect of NASH to fibrosis progression in NASH mouse model by new lead compounds treatment.
- Camphor and oleuropein were significantly enhanced biomarkers of NAFLD by reducing the levels of hepatic lipid profiles and plasma biomarkers in liver injury.
- Oleuropein and piperine both were significantly reduced in levels of hepatic and plasma lipid and were significantly enhanced by relation with NAFLD and metabolic diseases.
- Therapeutic effects of oleuropein or piperine against hepatic steatosis were exhibited through up-regulated expressions of molecules involved in adiponectin-AMPK signaling pathways which lead to decrease lipogenesis and enhance fatty acid oxidation.
- Improvement of hepatic steatosis by these compounds was also associated with increased expression of molecules involved with insulin signaling cascades in the liver.
- We confirmed that therapeutic effects of piperine were exhibited by direct SIRT1 activator in hepatic steatosis.
- ASXL1 and ASXL2 are opposite to each other, which has the anti-hepatosteatotic effect.
- We established assay methods for activity of PPARα , LXRα , AMPK and SIRT1, which are important for regulation of lipid accumulation. In addition, activity of those factors was prevented by lead compounds.
- We analyzed changes of proteins expression related with ASXL1/2 in NASH mouse model.
- We have developed a liver specific ASKL1 knockout mice and investigated accumulation of lipid at variable dietary condition.

목차 Contents

표지 ... 1
제출문 ... 3
보고서 요약서 ... 4
요약문 ... 5
SUMMARY ... 6
6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 7
6.2 연구성과 유형별 세부 내역 ... 8
7. 참여연구원 현황표 ... 9
II. 총괄연구과제 연구결과 ... 10
1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 11
2. 국내외 기술개발 현황 ... 13
3. 연구개발과제의 추진체계 ... 16
4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 17
5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 83
6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 86
7. 연구개발결과의 파급효과 ... 86
9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 87
IV.제1세부과제 연구결과 ... 89
1. 연구개발과제의 목표 ... 90
2. 연구개발과제의 추진체계 ... 95
3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 96
4. 참고문헌 ... 115
IV.제2세부과제연구결과 ... 117
1. 연구개발과제의 목표 ... 118
2. 연구개발과제의 추진체계 ... 125
3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 125
4. 참고문헌 ... 171
IV.제3세부과제연구결과 ... 173
1. 연구개발과제의 목표 ... 174
2. 연구개발과제의 추진체계 ... 177
3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 177
4. 참고문헌 ... 188
IV. 첨부서류 ... 189
끝페이지 ... 189

표/그림 (158)

표 The role of TNF-a and FFA in the pathogenesis of NASH.
표 Dysregulated miRNAs in liver diesease
표 Noninvasive diagnosis of NAFLD
표 Selected pharmacological agent for the treatment of NAFLD-human data
표 선도물질에 의한 in vitro 모델에서의 TG 감소
표 선도물질에 의한 in vitro 모델에서의 PPAR-α 발현 확인
표 선도물질에 의한 in vitro 모델에서의 지방축적 억제
표 높게 발현 하는 signal pathway 관련 유전자 19종 선별
표 높게 발현 하는 inflammation response 관련 유전자 5종 선별
표 낮게 발현 하는 immune respone 관련 유전자 6종 선별
표 게 발현하는 PPAR signal 관련 유전자 2종 선별
표 낮게 발현하는 세포 metabolic process 관련 유전자 7종 선별
표 높게 발현 하는 유전자 9종과 낮게 발현하는 유전자 5종 선별
표 cytokine array
표 간 조직에서의 분석
표 혈액 내 간 수치
표 혈액 내 지방관련 수치
표 간 모양과 liver index
표 간 조직에서의 분석
표 혈액 내 간 수치
표 혈액 내 지방관련 수치
표 지방간 모델의 간 모양
표 histological analysis
표 cDNA array 결과
표 oleuropein에 대한 치료효과를 세포내 lipid accumulation 확인
표 단순 지방간 모델에서의 oleuropein을 3개월간 섭취한 군의 혈중 수치
표 단순 지방간 모델에서의 oleuropein을 6개월간 섭취한 군의 혈중 수치
표 지방간염 모델에서의 oleuropein을 6개월간 섭취한 군의 혈중 수치
표 단순 지방간 모델에서의 Camphor를 3개월간 섭취한 군의 혈중 수치
표 고지방 식이로부터 유도한 NASH 마우스의 간조직에서 ASXL1의 발현 확인
표 NASH 마우스 모델에서 cDNA microarray
표 고지방식이 마우스와 일반식이 마우스와의 발현 차이가 나는 유전자
표 NASH 마우스 모델에서 oleuropein에 의한 혈액학적 치료효과 확인
표 NASH 마우스 모델에서 oleuropein에 의한 NAScore 변화 확인
표 선도물질에 의한 NASH 모델에서의 치료효과 확인
표 선도물질에 의한 유전자 변화
표 선도물질에 의한 fibrosis 관련 유전자의 변화
표 cDNA microarray를 분석으로 선택한 유전자
표 NASH 마우스 모델에서의 선별된 유전자들의 발현 변화
표 in vitro 모델에서 oleuropein에 의한 lipid droplet 관련 단백질의 발현 변화
표 oleuropein에 의한 ap2의 발현 변화 확인
표 oleuropein에 의한 LXR의 발현 변화 확인
표 oleuropein에 의한 발굴된 유전자의 발현 변화 확인
표 oleuropein에 의한 Asx1의 발현 변화 확인
표 Body weight gain, food intake and food efficiency ratio of mice fedexperimental diets
표 Effects of OSD feeding on body weight and FER.
표 Anatomical image and visceral adipose tissue weights of mice fed experimentaldiets.
표 Effects of CPOD feeding on liver histology and liver weight.
표 Plasma lipid concentrations of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Plasma fasting glucose and insulin concentrations of mice fed experimentaldiets for 10 weeks.
표 Plasma ALT and AST activities of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Histological profiles and hepatic lipid concentrations of mice fedexperimental diets.
표 Effect of dietary camphor supplementation on expression of genes involved inadipogenesis in the liver of mice fed a HFD.
표 Effect of dietary camphor supplementation on expression of genes involved ininflammation in liver of mice fed a HFD.
표 Effects of OSD feeding on liver histology and liver weight.
표 Plasma lipid concentrations of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Plasma ALT and AST activities of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Histological profiles and hepatic lipid concentrations of mice fedexperimental diets.
표 Effect of dietary oleuropein supplementation on expression of genes involved in adipogenesis in the liver of mice fed a HFD.
표 Possible molecular mechanisms of dietary oleuropein in attenuating fattyliver induced by a HFD.
표 Effect of dietary oleuropein supplementation on expression of genes involvedin TLRs-mediated proinflammatory signaling cascades in liver of mice fed a HFD.
표 Effect of oleuropein on body weight gain.
표 Effects of oleuropein on liver weights, histological profiles,
표 Plasma lipid concentrations and activities of ALT and AST of mice after 72 days of oral oleuropein administration.
표 Plasma lipid concentrations and activities of ALT and AST of mice raised for24 days after cessation of oral oleuropein administration.
표 Hepatic lipid concentrations of mice after 72 days oof oral oleuropeinadministration.
표 Hepatic lipid concentrations of mice raised for 24 days after cessation of oral oleuropein administration.
표 Effects of PSD feeding on body weight and FER.
표 Image of visceral adipose tissue and weights of mice fed experimental diets.
표 Effects of PSD feeding on liver histology, liver weight, histologicalprofiles, and hepatic lipid concentrations.
표 Plasma lipid concentrations of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Effect of dietary piperine supplementation on expression of genes involved in adipogenesis in the liver of mice fed a HFD.
표 Effect of piperine on body weight gain.
표 Effects of piperine on liver weights, histological profiles, and score ofsteatosis and inflammation.
표 Plasma lipid concentrations and activities of ALT and AST of mice after 72days of piperine oral administration.
표 The possible molecular mechanisms of adiministered oleuropein in treatinghepatic steatosis and ER stress induced by HFD.
표 Effects of oleuropein on the expression of molecules that regulate lipidmetabolism in the liver tissues of mice fed HFD.
표 Effects of oleuropein on the expression of molecules that regulate ER stressin the liver tissues of mice fed a HFD.
표 The possible molecular mechanisms of administered piperine in treatinghepatic steatosis and insulin resistance induced by HFD.
표 Effects of piperine on the expression of molecules that regulate lipidmetabolism in the liver tissues of mice fed HFD.
표 Effects of piperine on the expression of molecules that regulate insulinsignaling in the liver tissues of mice fed HFD.
표 Possible molecular mechanisms through which dietary piperine may attenuatehepatic steatosis and insulin resistance induced by HFD.
표 Effects of piperine on the expression of molecules that regulate lipogenesisand ER stress in the liver tissues of mice fed a HFD.
표 Piperine upregulated the expression of molecules in the GLUT2 translocationpathway.
표 3T3L1 세포에서 피페린유도체 신물질의 지방세포분화 억제효능
표 Composition of experimental diets
표 Effects of LJ2492, LJ2498, and LJ2527 feeding on body weight gain.
표 Anatomical image and liver weights of mice fed experimental diets.
표 Plasma lipid concentrations of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Hepatic lipid concentrations of mice fed experimental diets.
표 Immunoblot analysis of SIRT1 following purification by piperine-Sepharose 4Baffinity columnchromatography.
표 Effects of piperine on the kinetics of recombinant SIRT1.
표 Piperine decreases fat accumulation in differentiated adipocytes.
표 Activation of SIRT1 by Piperine decreases fat accumulation indifferentiated adipocytes.
표 Piperine-mediated changes in the expression of adipogenic genes monitoredby reverse transcriptase polymerase chain reaction with total RNA from 3T3-L1 cells and SIRT1 knockdown cells.
표 ASXL1과 ASXL2에 의한 PPARγ의 상반된 활성조절
표 Piperine에 의한 PPARγ 활성억제
표 Kaempferol에 의한 지방세포 생성 억제
표 식이성분에 의한 지방생성 및 분화조절
표 ASXL1과 ASXL2에 의한 LXRα의 상반된 활성조절
표 Liver-specific Asxl1 conditional knock-out mice
표 ASXL1이 insulin 민감성과 관련한 실험 가설
표 Possible causes for steatosis hepatitis
표 TLR4 mediated FFA-induced activation of inflammation and metabolic signalling in insulin resistance
표 고지방식이로 유도된 비만성지방간 동물모델의 (A) 내장지방량 및 간조직 histology, (B) 간조직의 지질 농도
표 SIRT1-mediated signaling
표 Primer sequences used for RT-PCR
표 Primer sequences used for RT-PCR
표 Body weight gain, food intake and food efficiency ratio of mice fedexperimental diets
표 Effects of OSD feeding on body weight and FER.
표 Anatomical image and visceral adipose tissue weights of mice fed experimentaldiets.
표 Effects of CPOD feeding on liver histology and liver weight.
표 Plasma lipid concentrations of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Plasma ALT and AST activities of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Histological profiles and hepatic lipid concentrations of mice fedexperimental diets.
표 Effect of dietary camphor supplementation on expression of genes involved inadipogenesis in the liver of mice fed a HFD.
표 Effect of dietary camphor supplementation on expression of genes involved ininflammation in liver of mice fed a HFD.
표 Effects of OSD feeding on liver histology and liver weight. (A) anatomical image of mice from ND, HFD, and OSD, (B) livers, (C) liver weight, (D) relative weight of liver.
표 Plasma lipid concentrations of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Plasma ALT and AST activities of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Histological profiles and hepatic lipid concentrations of mice fedexperimental diets.
표 Possible molecular mechanisms of dietary oleuropein in attenuating fatty liver induced by a HFD.
표 Effect of dietary oleuropein supplementation on expression of genes involvedin TLRs-mediated proinflammatory signaling cascades in liver of mice fed a HFD.
표 Effect of oleuropein on body weight gain.
표 Effects of oleuropein on liver weights, histological profiles, and score of steatosis and inflammation.
표 Plasma lipid concentrations and activities of ALT and AST of mice after 72days of oral oleuropein administration.
표 Plasma lipid concentrations and activities of ALT and AST of mice raised for24 days after cessation of oral oleuropein administration.
표 Hepatic lipid concentrations of mice after 72 days oof oral oleuropeinadministration.
표 Hepatic lipid concentrations of mice raised for 24 days after cessation of oral oleuropein administration.
표 Effects of PSD feeding on body weight and FER.
표 Image of visceral adipose tissue and weights of mice fed experimental diets.
표 Effects of PSD feeding on liver histology, liver weight, histologicalprofiles, and hepatic lipid concentrations.
표 Plasma lipid concentrations of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Effect of dietary piperine supplementation on expression of genes involved inadipogenesis in?the liver ?of mice fed a HFD.
표 Effect of piperine on body weight gain. (A) Changes in body weight gain, (B) body weight gain of mice after 72 days of piperine oral administration, (C) body weight gain of mice raised for 24 days after cessation of piperine oral administration.
표 Effects of piperine on liver weights, histological profiles, and score ofsteatosis and inflammation.
표 Plasma lipid concentrations and activities of ALT and AST of mice after 72days of piperine oral administration.
표 The possible molecular mechanisms of adiministered oleuropein in treatinghepatic steatosis and ER stress induced by HFD.
표 Effects of oleuropein on the expression of molecules that regulate lipidmetabolism in the liver tissues of mice fed HFD.
표 Effects of oleuropein on the expression of molecules that regulate ER stress in the liver tissues of mice fed a HFD.
표 The possible molecular mechanisms of administered piperine in treatinghepatic steatosis and insulin resistance induced by HFD.
표 Effects of piperine on the expression of molecules that regulate lipidmetabolism in the liver tissues of mice fed HFD.
표 Effects of piperine on the expression of molecules that regulate insulinsignaling in the liver tissues of mice fed HFD.
표 Possible molecular mechanisms through which dietary piperine may attenuatehepatic steatosis and insulin resistance induced by HFD.
표 Effects of piperine on the expression of molecules that regulate lipogenesisand ER stress in the liver tissues of mice fed a HFD.
표 Piperine upregulated the expression of molecules in the GLUT2 translocationpathway.
표 3T3L1 세포에서 피페린유도체 신물질의 지방세포분화 억제효능
표 Composition of experimental diets
표 Effects of LJ2492, LJ2498, and LJ2527 feeding on body weight gain.
표 Anatomical image and liver weights of mice fed experimental diets.
표 Plasma lipid concentrations of mice fed experimental diets for 10 weeks.
표 Hepatic lipid concentrations of mice fed experimental diets.
표 Immunoblot analysis of SIRT1 following purification by piperine-Sepharose 4Baffinity columnchromatography.
표 Effects of piperine on the kinetics of recombinant SIRT1.
표 Piperine decreases fat accumulation in differentiated adipocytes.
표 Activation of SIRT1 by Piperine decreases fat accumulation indifferentiated adipocytes.
표 Piperine-mediated changes in the expression of adipogenic genes monitored by reverse transcriptase polymerase chain reaction with total RNA from 3T3-L1 cells and SIRT1 knockdown cells.
표 Hypothetical model for opposite role of ASXL1 and ASXL2 in LXRα activation)

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