SREBP-1c mediates the insulin-dependent hepatic glucokinase expression

Abstract

[한글]

간의 포도당 대사조절은 포도당 항상성에 있어서 가장 중요하며, 이 과정에서 간의 글루코키나아제가 중요한 역할을 한다. 간의 글루코키나아제의 발현은 인슐린에 의해서 조절되는 것으로 알려져 있다. 최근에 간의 글루코키나아제의 유전자 전사조절에 있어서 인슐린의 활성을 스테롤 조절부위 결합단백질-1c (SREBP-1c)가 조절한다고 제안되어져 왔다. 그러나, 현재까지 이 조절에 있어서의 정확한 기작은 알려지지 않았다.현 연구에서, 우리는 쥐의 간 글루코키나아제의 유전자 전사조절부위에서 두 개의 활성이 있는 스테롤조절부위 SREa, SREb를 밝혀냈다. SREBP-1c가 이 두 SREs에 결합할 수 있으며, 간의 글루코키나아제 전사조절 부위를 활성화 시킬 수 있고, 또한, 인슐린이 Alexander cells에서 간의 글루코키나아제의 SRE부위 사이의 물리적인 결합도 확인할 수 있었다. 인슐린이 primary hepatocytes에서 스테롤 조절 부위 결합단백질-1c와 간의 글루코키나아제를 둘 다 증가시킴을 확인 할 수 있었다. 스테롤 조절부위 결합단백질-1c를 adenovirus에서 발현 되도록 만든 것이 간의 글루코키나아제를 활성화시키며, 스테롤 조절부위 결합단백질-1c의 dominant negative mutant가 인슐린과 스테롤 조절부위 결합단백질-1c에 의한 간의 글루코키나아제의 증가된 유전자 발현을 억제시킴을 확인 할 수 있었다. 또한, primary hepatocytes를 이용한 chromatin immunoprecipitation 으로 인슐린에 의해 간의 글루코키나아제 유전자 전사조절 부위의 SREs에 SREBP-1c의 결합이 증가됨을 알 수 있었다.

[영문]The regulation of hepatic glucose metabolism is important in glucose homeostasis, and liver glucokinase (LGK) plays a central role in this process. Hepatic glucokinase expression is known to be regulated by insulin. Recently it has been suggested that sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c) mediates the action of insulin on LGK transcription; however, the precise mechanism is not, to date, well known.In the present study, we identified two functional SREBP-1c response elements, SREa and SREb, in rat LGK promoter. SREBP-1c could bind to these SREs and activate the LGK promoter, and insulin activated LGK promoter in Alexander cells. The physical interaction between the protein and SREs of LGK promoter in vivo was also confirmed. Insulin selectively increased SREBP-1c and LGK expression in primary hepatocytes. Adenoviral expression of SREBP-1c stimulated LGK expression, and the dominant negative mutant of SREBP-1c (SREBP-1c DN) blocked the increased gene expression of LGK by insulin and SREBP-1c. A chromatin immunoprecipitation assay using primary hepatocytes showed increased binding of SREBP-1 to SREs of LGK promoter by insulin.