초록 ▼

□ 연구개요
3-iodothyronamine(T1AM)은 갑상성호르몬 티록신(T4)의 전이체로서 인체의 혈장, 뇌조직, 신장, 그리고 간에도 미량 존재하는 것으로 보고됨. T1AM을 비동면성 마우스에 투여하면 대사율과 체온을 빠르게 감소시키고 탄수화물 대신 지질 산화를 촉진하는 등 동면동물의 특성을 보이는 것으로 보고됨. 본 연구에서는 적정 양의 T1AM을 지세포, 신경세포, 근세포에 투여하여 저대사를 유도하고 지질분해 촉진과 대사조절 기전, 신경세포 사멸 억제에 대해 조사하고자 함. 또한 마우스 모델에 T1AM을 반복 투여하

□ 연구개요
3-iodothyronamine(T1AM)은 갑상성호르몬 티록신(T4)의 전이체로서 인체의 혈장, 뇌조직, 신장, 그리고 간에도 미량 존재하는 것으로 보고됨. T1AM을 비동면성 마우스에 투여하면 대사율과 체온을 빠르게 감소시키고 탄수화물 대신 지질 산화를 촉진하는 등 동면동물의 특성을 보이는 것으로 보고됨. 본 연구에서는 적정 양의 T1AM을 지세포, 신경세포, 근세포에 투여하여 저대사를 유도하고 지질분해 촉진과 대사조절 기전, 신경세포 사멸 억제에 대해 조사하고자 함. 또한 마우스 모델에 T1AM을 반복 투여하여 장기간 저체온 유도, 체지방 분해 촉진 그리고 허혈 상태에서 세포 사멸 억제 효능을 조사하고자 함. 본 과제의 최종 목표는 저체온을 활용한 비만 치료 및 응급 의료에 활용 가능한 저대사 유도 기술을 확보하는데 있음.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 저대사 유도를 위한 T1AM 적정 투여 프로토콜 확립: 지세포(3T3-L1 adipocyte), 신경세포(SH-SY5Y), 그리고 근세포(C2C12 myotube)를 사용, MTT assay를 통해 세포 생존이 안정적으로 유지되는 100 μM 6시간 투여를 in vitro 적정 프로토콜로 결정함. ICR mice를 대상으로 50 mg kg^-1 투여를 저체온 유도를 위한 in vivo 적정 투여 조건으로 결정함.
(2) 지세포의 지질분해 효능 및 기전 조사: 분화 후 20일까지 지세포 지질방울(lipid droplets) 축적이 빠르게 증가했으며, 이 세포들에 T1AM을 처리했을 때, AMPK-FoxO1-ATGL-MGL 신호전달경로 활성을 통해 triglyceride(TG)이 3x지방산:1x글리세롤 비율로 가수분해된 것을 확인함. 또한 AMPK-ACC-CPT1 경로 활성을 통해 지방산이 미토콘드리아로 이동, β-산화를 촉진하는 것으로 분석됨.
(3) in vitro 대사조절 기전 조사: T1AM 6시간 처리 후 산소소모률이 약 35% 감소하였으며, 이에 [ATP]/[AMP] 감소, 세포 에너지 센서인 AMPK 인산화 증가, PDP1 발현 감소 및 PDK4 발현 증가에 의한 해당작용 억제 작용을 확인하였음.
(4) 항온동물의 장기간 저체온 유도 실험: T1AM 첫 복강투여 후 약 2시간만에 체온이 30℃ 까지 감소하였고, 이후 다시 상승할 때 T1AM을 반복투여하는 방식으로 이틀 간 저체온을 유지하였음. 이어 24시간의 각성기(arousal phase)를 둔 뒤 다시 동일한 방식으로 T1AM 반복 투여를 통해 이틀 간 저체온을 유지하였음. 총 5일[2d(휴면)+1d(각성)+2d(휴면)]의 장기간 저체온 유도 실험에 성공하였음.
(5) in vivo 체지방 분해 및 허혈성 뇌조직의 사멸 억제 조사: 상기 5일 간의 T1AM 투여 실험 후 마우스의 체중이 평균 42 g에서 31 g으로 감소하였으며, 피하지방층이 얇아진 점에 착안, 현재 micro CT 촬영을 통해 피하지방층 두께 및 부피 변화를 분석 준비 중에 있음. 또한 내경동맥 폐쇄를 통해 뇌경색을 유도한 상태에서 T1AM 투여가 뇌조직 사멸을 억제하는 지 조사 중에 있음.

□ 연구개발결과의 중요성
(1) 동면동물은 저대사/저체온 상태로 겨울을 나며, 긴 동면기 동안 지질을 주 에너지원으로 사용하고, 탄수화물을 비축하여 각성기 동안의 신경 활동에 사용함. 본 연구를 통해 T1AM이 in vitro 및 in vivo 상태에서 저대사를 유도하고, 지질 분해를 촉진하며 탄수화물 대사를 억제하는 기전을 확인하였음.
(2) 또한 T1AM을 마우스에 반복 투여하여 휴면 상태에서 이틀씩 두 번의 저체온을 유지할 수 있었고, 피하지방층이 현저히 감소하는 것을 확인하였음.
(3) 이러한 T1AM의 특성을 향후 인체에 적용할 경우, 비만 치료 효과를 기대할 수 있고, 특히 저체온 요법을 통한 구급의료(골든타임 확대)와 장거리 우주비행에서 우주인의 인공동면에 활용될 수 있을 것으로 기대함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1.1 비만 치료 연구의 필요성 ... 3
• 1.2 저대사 유도에 기반한 응급의료 활용 연구의 필요성 ... 3
• 1.3 연구의 범위 및 최종 목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2.1 3T3-L1 지세포 배양 및 T1AM 적정 투여 조건 확립 ... 4
• 2.2 T1AM 투여에 따른 지질 분해 효능 및 분자 기전 조사 ... 5
• 2.3 T1AM의 in vitro 대사조절 기전 조사 ... 5
• 2.4 항온동물의 장기간 저대사/저체온 유도 실험 ... 6
• 2.5 in vivo 체지방 분해 및 허혈성 뇌조직의 사멸 억제 효능 분석 ... 6
• 3. 연구개발 결과의 중요성 ... 7
• 3.1 지질 분해 효능의 의의 및 활용성 ... 7
• 3.2 저대사 유도 효능의 의의 및 활용성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 7
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9