Kaempferol reciprocally modulates adipogenesis and osteogenesis by regulating TAZ function

Abstract

Kaempferol 은 브로콜리, 녹차, 포도, 사과 등 식물에 풍부하게 함유된 flavonoid 이다. 보고에 의하면, Flavonoid는 골다공증, 당뇨, 관절염, 암등 다양한 약리학적 효과가 있는것으로 알려져 있다. 우리는 지방전구세포주인 3T3-L1과 조골세포주인 MC3T3-E1, 중배엽성체줄기세포주인 C3H10T1/2 에 분화유도와 동시에 kaempferol을 농도별로 처리하였다. Kaempferol이 지방세포의 분화를 억제하고, 골형성을 촉진하였다. PPARγ는 지방세포분화의 초기에 주로 발현되는 전사표시 인자이며, RUNX2는 골세포로 분화할 때 주요하게 발현되는 전사인자이다. TAZ는 PDZ-binding motif를 가지는 전사 조절인자로, 프롤린 을 인지하여 결합할 수 있는 WW 영역을 가지고 있다. 이 domain은 타겟 단백질의 PPXY motif에 결합할 수 있다. 이 영역을 통한 PPARγ, RUNX2와의 결합으로 이들 전사인자의 전사활동을 조절하여 줄기세포의 분화를 결정한다고 알려져 있다. 우리는 kaempferol이 지방과 골세포의 분화를 동시에 조절할 수 있는 것은 PPARγ 의 전사활동을 억제하고, RUNX2의 전사활동을 촉진시키는 TAZ를 활성화시켰기 때문임을 알아냈다. 우리는 이 결과를 통해, 세포분화에 있어서 kaempferol은 TAZ를 통해 RUNX2와 PPARγ 의 전사 활동을 조절하여 지방과 골 세포를 컨트롤 할 수 있음을 보고한다.;Kaempferol is a natural flavonoid that has been isolated from tea, broccoli, grapefruit, apples, and other plant sources. And it has been reported that flavonoid have a variety of pharmacological effects on osteoporosis, diabetes, arthritis, and cancer. In this study, the effets of kaempferol on adipocyte differentiation and osteoblast differentiation were evaluated. While kaempferol had stimulatory effects on the differentiation and mineralization of pre-osteoblastic cell lines MC3T3-E1, it inhibited lipid formation during adipocyte differentiation. It is well known that the critical transcription factors, such as Runx2 and PPARγ regulate osteoblast and adipocyte differentiation. In addition, TAZ (transcriptional co-activator with PDZ-binding motif) is known as modulator of osteogenic and adipogenic differentiation of mesenchymal stem cells by regulating lineage-specific master regulators, Runx2 and PPARγ. We have uncovered that kaempferol have both osteogenic and anti-adipogenic activities, which are mediated by the activation of TAZ. Kaempferol-mediated TAZ activation suppressed the function of PPARγ and increased the activity of Runx2 in cell differentiation, suggesting kaempferol is beneficial therapeutics to control both obese and bone defect.