Regulation of adipogenesis by Galectins, as carbohydrate binding protein

Abstract

Galectin-1과 -3는 베타갈락토사이드에 결합하는 당 인식 결합 도메인을 가지고 있는 렉틴 계열의 단백질이다. 기존에 Galectin-1과 -3에 관련된 많은 연구는 암과 면역질환에서 진행되었다. 하지만 대사질환과 관련된 연구는 거의 진행되지 않았다. 본 논문에서는 Galectin-1과 -3가 지방세포 분화와 고지방식이로 유도되는 비만을 조절하는지에 대한 연구를 진행하였다. Galectin-1과 -3는 지방세포 분화과정에서 발현이 증가하였고, 마우스의 다른 조직에 비하여 지방 조직에서 상대적으로 높은 발현을 보였다. 또한 비만을 유도한 마우스의 지방 조직에서 galectin-1과 -3의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 3T3-L1 세포에서 galectin-1과 -3의 발현을 억제하면 지방세포의 분화가 감소하였고 지방세포 분화와 지방 축적에 관련된 유전자인 PPAR, C/EBP, FABP4와 FASN의 발현이 감소하였다. 세포 내부의 galectin-3가 지방세포 분화 과정에서 중요한 인자인 PPAR와 결합을 하고 galectin-3의 발현을 억제하였을 경우에 PPAR의 핵내 축적과 PPAR의 전사조절 능력이 감소하는 것을 확인하였다. Galectin-1은 세포의 핵, 세포질과 세포 외부 등에 고르게 분포되어 있고, 각각의 위치에서 다양한 역할을 수행한다. Galectin-1에 결합할 수 있는 락토스를 처리하여 세포 외부에 있는 galectin-1의 기능을 억제하였을 경우에 지방세포 분화는 감소하지 않았다. 이를 통하여 지방세포 분화를 조절하는 galectin-1의 기능은 세포 외부가 아니라 세포 내부에서 이루어지는 것임을 알 수 있다. 마우스에 고지방식이를 하여 비만을 유도한 결과, Galectin-1 넉아웃 마우스와 galectin-3 넉아웃 마우스가 정상 쥐에 비하여 몸무게와 지방 조직의 양이 적게 증가하였다. 지방합성에 관여한 유전자의 발현이 Galectin-1 넉아웃 마우스와 galectin-3 넉아웃 마우스의 간과 지방 조직에서 발현이 감소하였다. 또한 열 발생에 관여하는 유전자의 발현이 Galectin-1 넉아웃 마우스의 갈색지방과 피하지방에서 증가하였다. 이러한 결과를 통하여 Galectin-1와 -3는 비만 치료를 위한 좋은 타겟이 될 가능성을 제시하였다.