The role of Sirtuin6 in bone homeostasis

Abstract

Sirtuin 6(SIRT6)는 Class III histone deacetylase로서 노화 조절에 있어 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 선행 연구에서 Sirt6를 knockout 시킨 마우스는 급속한 노화와 함께 대사 조절 이상으로 생후 4주 이내에 죽었으며, 낮은 골밀도를 보였다. 이는 Sirt6가 골항상성 조절 기전에 중요한 역할을 함을 의미하지만, 선행 연구는 3주령의 global knockout 마우스를 대상으로 조사하였으므로 Sirt6가 어느 조직에서 어떤 기전으로 작용하는지에 대해서 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Cre-loxP 시스템을 이용하여 조골세포에서 특이적으로 Sirt6를 knockout 시킨 성체 마우스와 일차 조골세포 배양을 통해 뼈의 항상성과 관련한 Sirt6의 기능을 조사하였다. 조골세포에서 특이적으로 Sirt6를 knockout 시킨 마우스는 3주령에서 wild-type에 비해 골밀도의 차이가 없었으나, 8주령부터 wild-type 대비 골밀도가 낮았으며, 16주령, 48주령으로 갈수록 그 차이가 증가하였다. 선행 연구에서 global knockout 마우스에서 조골세포에 의한 골형성과 파골세포에 의한 골흡수가 모두 감소하는 낮은 골 교체율의 골다공증을 보인데에 반해, 조골세포에서 특이적으로 Sirt6를 knockout 시킨 마우스에서는 파골세포에 의한 골흡수가 증가하는 양상이 관찰되었다. 또한 일차 조골 세포 배양에서 Sirt6 knockout 조골세포가 wild-type 조골세포에 비해 분화가 증가하는 양상이 관찰되었다. 이러한 결과는 조골세포에서 특이적으로 Sirt6를 knockout 시킨 마우스가 Sirt6 global knockout 마우스와는 반대로 높은 골교체율의 골다공증을 보임을 의미한다. 본 연구를 통해 조골세포에서 특이적으로 Sirt6 knockout 마우스를 통해 Sirt6가 성체의 조골세포를 통해 골노화 조절에 기여함을 밝힐 수 있었다. 조골세포에서 특이적으로 Sirt6를 knockout 시켰을 때 파골세포의 활성의 증가를 통해 골흡수가 증가하여 높은 골교체율의 골다공증을 보였다.