The role of scavenger receptor class A, member 5(SCARA5) in the commitment of mesenchymal stem cells to adipogenesis

Abstract

중간엽 줄기세포는 여러 가지 세포로의 분화능을 가지고 있어, 적절 한 분화 유도제에 의해 지방세포, 뼈세포, 연골세포, 근육세포로 분화 방향이 결정될 수 있다. 그러나 중간엽 줄기세포에서 지방세포로의 분 화를 결정하는 유전자 및 메커니즘은 잘 알려지지 않았다. 본 연구에서 는 유전자 발현 profile 알고리즘을 이용하여, 분화방향이 결정되지 않 은 중간엽 줄기세포 C3H10T1/2 세포와 지방전구세포 A33세포간의 유전자 차이를 비교하여 새로운 조절 인자를 밝히고, 지방세포 분화로 의 초기 방향 결정 메커니즘을 이해하고자 하였다. 그 결과, SCARA5 가 지방세포로의 결정에서 새로운 조절 인자임을 발견하였다. SCARA5 는 중간엽 줄기세포인 C3H10T1/2와 비교하여 지방전구세포인 A33 세포에서 더 많이 발현되었고 또한 백색지방에 존재하는 stromal vascular fraction에서 현저히 많이 발현되었다. SCARA5의 발현을 강 화 또는 억제를 통한 기능연구로 지방전구세포인 A33세포와 중간엽 줄 기세포 C3H0T1/2 세포에서 지방세포로의 결정과 분화에 SCARA5가 매개체임을 확인하였다. 지방전구세포인 A33 세포에 SCARA5 siRNA 를 이용하여 SCARA5 발현을 억제하였을 경우, 지방세포 분화가 억제 되었으며, 반면에 중간엽 줄기세포인 C3H10T1/2 세포에 SCARA5의 발현을 강화하였을 경우, 지방세포 분화가 증가되었다. 이전 연구에 따 르면, SCARA5를 억제하는 경우 FAK 타이로신 잔기 인산화가 증가된 다고 알려져 있다. 따라서 본 연구자는 FAK와 하위 신호전달자 ERK 신호전달 경로가 SCARA5와 연관되어 지방세포로의 분화 결정과정과 분화를 조절함을 확인했다. 지방세포 분화 초기단계에서 glucocorticoid 에 의해 증가되는 SCARA5 발현이 분화에 미치는 영향을 분석하였고, SCARA5 promoter에 glucocorticoid response elements (GRE)가 존 재함을 확인하였다. SCARA5 GRE는 리포터 유전자 분석 및 ChIP 분석 에 의해 glucocorticoid receptor에 결합함을 확인하였다. 이를 통해, SCARA5 프로모터의 활성화는 GRE motif 의해 조절됨을 확인하였다. 결과적으로, SCARA5는 중간엽 줄기세포에서 지방세포 분화로의 방향 결정에 긍정적인 조절임자임을 발견하였다.