'혈당 조절에 미치는 Pref-1 효과 증명'

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"혈당 조절에 미치는 Pref-1 효과 증명"

췌관세포에서의 단백질 변화 등 소개

이원식 기자 wslee6@bokuennews.com / 2016.04.14 11:25:18

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당뇨병의 발생 원인인 인슐린 호르몬의 부족을 해결하기 위한 방법으로 인슐린을 분비하는 췌도세포를 이식하는 방법이 고안됐지만 췌도세포 이식을 위해 기증되는 장기의 수는 턱없이 부족한 실정이다.

따라서 췌도세포를 대체할 수 있는 다양한 세포들에 대한 연구가 진행됐는데 췌도세포와 함께 췌장을 구성하는 세포 중의 하나인 췌관세포도 이들 중 하나로, 성인 췌장에 존재하는 줄기세포로 알려져 있다.

윤건호 교수팀은 췌관세포를 췌도세포와 같은 인슐린 분비 세포로 분화시키기 위해 Preadipocyte factor 1 (Pref-1) 인자를 이용했다. Pref-1은 미성숙한 지방세포인 지방전구세포에서 분비되는 단백질로 주로 지방세포 기능에 대한 연구 등에서 보고됐다. 일반적으로 지방세포의 분화를 억제하는 물질로 알려졌다.

췌장의 경우, Pref-1은 배아기 및 임신 중인 모체의 췌장에서 발현되다가 태생 직후 그 정도가 억제돼 정상 성체 췌장에서는 거의 발견되지 않는데 90% 췌장 절제 후 손상을 받은 췌장의 췌관 세포에서 일시적으로 높게 나타나는 것이 확인됐다.

윤건호 교수팀은 배아 및 손상 후 재생 췌장의 췌관세포에서 높게 발현되는 Pref-1의 특성에 착안해 췌장 성체 줄기세포로 알려진 췌관세포에서의 Pref-1의 역할 및 기전을 확인하고, 나아가 당뇨 모델의 혈당 조절에 미치는 Pref-1의 효과를 증명했다.

이번 논문에서는 단백질 및 플라스미드 DNA를 이용해 췌관세포 내 Pref-1을 과발현시켰는데, 그 결과 췌도세포의 증식에 영향을 주는 단백질로 알려진 ERK1/2, Akt, FOXO1 등이 인산화 됐다.

주목할 점은, Pref-1에 의해 증가됐던 췌도세포 관련 단백질에 △ERK1/2 활성화 억제제인 PD98059 투여 시 인슐린 생성 관련 인자의 억제; FOXO1의 인산화, PDX1의 발현 △Akt 활성화 억제제인 LY294002 투여 시 인슐린 분비 관련 인자의 억제; SYP, CgA, SCG2 등 두 기전이 서로 독립적으로 나타난다는 점이다. 그 결과 췌관세포에서도 인슐린을 발현하는 세포가 유도됐고 포도당 자극 후 인슐린이 분비되는 등 췌도세포와 같은 기능적 역할을 하는 것이 관찰됐다.

또한 췌장을 절제해 당뇨병을 유도한 쥐 모델에 Pref-1을 투여했을 때, 췌관세포 (PanCK 발현 세포) 및 췌도세포 (Insulin 발현 세포)에서 세포 증식의 표지자인 Ki67의 발현이 증가됐다. 췌장 절제 후 1주일 째 췌장에서 새로운 췌관세포의 증식 정도가 향상됐고 그 결과 4주일 후 췌장에서 췌도세포의 증식이 촉진됐다. 같은 시기에 당부하 검사를 시행했을 때 Pref-1을 투여한 당뇨군에서 혈당 강화 효과가 유의하게 향상된 점을 확인했다.