인체의 복강 내 지방조직 배양을 통한 OB유전자 발현과 leptin 분비에 미치는 insulin, dexamethasone 과 growth hormone의 단독 또는 복합적 영향에 관한 연구

Abstract

지방조직에 존재하는 OB 유전자에서 전사된 호르몬인 leptin은 여러 가지 생리적 요인이나, 호르몬에 의해서 영향을 받는다. Leptin의 발현에 대한 호르몬에 대한 연구가 많은 동물 실험들을 상대로 시도되고 있으나 사람에서 OB 유전자와 leptin 분비를 조절하는 호르몬의 영향 및 상호작용에 대해서는 아직 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 사람의 복강에서 추출한 조직배양에서 OB 유전자와 leptin 분비를 조절하는 호르몬의 영향 및 상호작용에 대해서 알아보고자 하였다. 연구 방법은 복부수술을 위하여 입원한 환자 7명을 대상으로 복강 내 지방조직을 절제하여 배양액에 호르몬을 첨가하지 않은 상태와 배양액에 insulin, dexamethasone 및, growth hormone을 단독으로 첨가하거나, insulin과 dexamethasone을 동시에 첨가하거나, insulin과 dexamethasone과 GH을 같이 첨가한 상태에서 48시간 배양한 후 RNA를 추출하여 competitive reverse transcriptase -polymerase chain reaction(competitive RT-PCR)을 시행하여 OB 유전자의 발현을 측정하고, human leptin IRMA Kit를 사용하여 지방조직에서 분비되는 배양액 내 leptin 양을 측정하였다. 연구결과는 insulin은 단독으로는 OB 유전자 발현과 leptin 분비에는 영향을 미치지 못하였다. Dexamethasone은 OB 유전자의 발현과 leptin 분비를 증가시켰는데, 48시간 배양 후에 대조군에 비해 의미있게 증가하였다. Insulin과 dexamethasone을 같이 배양시에는 OB 유전자 발현에 있어서는 의미있는 차이는 없었으나, leptin 분비는 48시간 배양 후 대조군에 비해 의미있게 증가하여, leptin 분비는 insulin 단독으로는 leptin 분비를 증가시키지 못하나, dexamethasone에 의해 상승작용이 나타나고, 이는 dexamethasone이 OB 유전자 발현을 증가시킨 후에 insulin이 세포질 내에서의 leptin 분비를 증가시킨다고 추정할 수 있다. 또한 성장호르몬 단독으로는 OB 유전자의 발현에 영향을 미치지는 못하나, insulin, dexamethasone, GH을 같이 배양시에 insulin과 dexamethasone의 OB 유전자 발현과 leptin 분비증가 능력을 억제시켰는데, 이러한 성장호르몬의 억제효과는 성장호르몬이 insulin이나 dexamethasone에 대한 지방조직의 반응성을 변화시킴으로써 간접적으로 leptin의 발현을 조절할 것으로 추정된다. 본 연구는 in vitro 에서 시행된 것이므로 in vivo에서의 같은 호르몬들에 대한 leptin 유전자 발현 및 분비에 대한 영향과는 차이가 있을 수 있으며 향후 더 많은 개체 연구를 통한 규명이 필요하다. 그러나 본 연구는 비만의 발생기전과 에너지 조절에 대한 역할 규명에 도움을 주고, 비만의 치료에 대한 기초적 자료를 제시할 것으로 생각된다. ; Leptin, the product of the OB gene, is secreted from white adipocytes and regulates food intake and whole-body energy metabolism. In rodents and human, leptin gene expression is under complex endocrine and metabolic control, and is strongly influenced by energy balance. In this study, we investigated the hormonal control of OB gene expression and leptin secretion in cultured human visceral adipose tissue. Visceral adipose tissue from seven subjects were sampled during elective abdominal surgery, and explants were cultured for up to 48hours in modified Eagle s medium with varying concentration of hormones: control(no hormone), bovine insulin (100nM), Dexamethasone(DEX) 100nM, GH(40ng/ml) insulin+DEX(100nM each), insulin+DEX+GH(100nM insulin and DEX, 40ng/ml GH). Quantitative analysis of leptin mRNA was performed by competitve reverse transcription polymerase chain reaction, and leptin secretion in culture medium was measured by IRMA using a commercially available kit. The addition of dexamethasone to the medium significantly increased OB gene expression and leptin secretion in a time-dependent manner(P<0.05). Unlike dexamethasone, insulin did not affect on OB gene expression and leptin secretion. Both insulin and dexamethasone, at high concentration, significantly stimulated leptin secretion compared with basal values(P<0.05). Leptin gene expression was not significantly increased by GH treatment alone, however GH , in combination with high concentrations of insulin and dexamethasone, attenuated the stimulatory effects of high concentrations of insulin and dexamethasone. In conclusion, insulin cannot increase leptin secretion without the presence of dexamethasone. The mechanism is suggested that insulin may increase leptin secretion in cytoplasm only after dexamethasone increase the expression of OB gene and GH may indirectly regulate leptin expression in vitro by altering the adipose tissue response to insulin and dexamethasone. But exact mechanism of the effects of these hormones on the OB gene expression and leptin secretion should be remained to be elucidated. Further studies are necessary to elucidate the mechanism of action of insulin on leptin secretion after increasing OB gene expression by dexamethasone. The results of this study might give a basic data for contribution to the treatment of obesity and may clarify the mechanism of obesity and energy homeostasis.