지방세포형성은 많은 유전자들이 복합적으로 발현 또는 억제되어 이루어지는 과정이다. 본 연구에서는 SH21B의 첨가에 의해 지방세포형성에 관여하는 유전자들을 확인한 결과 cell proliferation, cell growth, cell cycle을 억제하는 유전자들은 cluster 4, 6, 9에 다수 포함되었고, 지방세포형성을 억제하는 유전자들은 cluster 7, 8에 다수 포함되었다. 이 중 지방세포형성을 억제하는 유전자로 PPAR \(\gamma \) 와 C/EBP\(\alpha\)와 이들을 억제하는 \(\beta\)-catenin와 CCND1 등이 가장 중요한 인자로 확인된다.
<p>Cluster 4, cluster 6 그리고 cluster 9에는 cell proliferation, cell growth, cell cycle을 억제하는 유전자들이 다수 포함되었다. Cluster 4의 B-cell leukemia/lymphoma6 (BCL6)는 cell proliferation을 억제하는 것으로 알려져 있다. BCL6는 B cell에서 NF-kappaB와 결합하여 전사를 억제하는데 BCL6가 제거된 마우스의 macrophage (대식세포)는 그 수가 크게 증가하는 것으로 보고되었다. 또한, 종양 억제인자인 retinoblastoma1 (RB1) 역시 SH21B에 의해 억제되는 유전자 발현양상을 가지는 cluster4에 포함되었다. Bajenaru ML 등은 RB1과 neurofibromatosis1 (NF1) 두 유전자를 조작한 mice heterozygous의 성상세포(astrocyte)의 수가 3배까지 상승하는 것을 보였고, Sage 등은 암세포에서 RB1을 제거 했을 때, 정지되었던 cell cycle의 작동이 재유도 됨을 밝혔다. Cluster6 에 포함되는 cyclin-dependent kinase inhibitor 2C(CDKN2C)는 INK4C, p18, p18-INK4C 등으로 불리는데, Bai등은 마우스에서 CDKN2C를 제거하여 종양세포 수가 증식되는 것을 보임으로써 CDKN2C의 cell proliferation 억제 기능을 보였다. Cluster 9의 발현 양상을 가지는 ras homolog gene family, member B (RHOB)는 cell cycle을 억제하는 것으로 알려져 있다. RHOB를 제거한 세포를 RHOB가 제거된 마우스에 이식하였을 경우, RHOB의 cell cycle 억제 기능이 상실됨으로씨 피부암 감수성이 증가되었다. 언급한 유전자들 외에도 proliferation과 관련된 유전자들이 cluster 4 (caveolin2 (CAV2), fibroblast growth factor 10 (FFG10), zinc finger and BTB domain containing 16 (ZBTB16) 등), cluster 6 (septin 6 (SEPT6), sestrin 1 (SESN1) 등), cluster 9 (CD274 antigen (CD274), macrophage migration inhibitory factor (MIF) 등)에 다수 포함되었다. 이러한 결과들은 SH21B가 세포증식을 억제하는 기능을 가진 유전자들의 발현을 조절하여 지방세포형성을 억제함을 제시한다.</p><p>이와는 반대로, Cluster 7과 Cluster 8에 포함된 유전자들은 지방세포가 분화하면서 발현이 급격히 감소했다가 SH21B의 첨가에 의해 크게 증가하는 양상을 가진다. cluster 7과 cluster 8에는 지방세포형성 억제와 관련된 유전자들과 세포증식을 유도하는 유전자들이 다수 포함되었다. WNT/3-catenin pathway는 대표적인 지방세포형성 억제 경로이다 . WNT/ \(\beta\)-catenin pathway의 활성화는 \( \beta \)-catenin 단백질 분해를 저해하여 세포질에서 핵 속으로 \( \beta \)-catenin의 이동을 유도한다. 핵 속으로 이동한 \( \beta \)-catenin은 cyclin D1 (CCND1), matrix metallopeptidase 7 (MMP-7) 등의 발현을 증가시키고 그. 결과로 PPAR \( \gamma \)와 C/EBP\({a}\)의 발현을 억제함으로써 지방세포형성을 저해한다. Cluster 7에 포함된 \( \beta \)-catenin은 WNT/\( \beta \)-catenin pathway의 핵심 인자로 지방세포형성을 저해하는 매개체로 알려져 있다. 다양한 조직 및 세포에서 cell cycle과 cell proliferation을 유도한다고 알려져 있는 CCND1은, clsuter 8의 발현 양상을 가지는 것으로 나타났다. 또한, CCND1은 앞에서 언급한대로 \( \beta \)-catenin에 의해 발현되어 PPAR \( \gamma \)를 억제하는 지방세포형성 억제 인자로 알려져 있다.</p><p>Cluster 7과 Cluster 8에는 또한 cell proliferation, cell cycle 및 cell growth를 유도하는 인자들이 많이 발견되었다. Cluster7에 포함되는 MARCKS-like (MARCKSL)1은 cell proliferation을 증가시키는 것으로 알려져 있다. Zhao 등은 retrovirus를 이용한 MARCKSL의 과다 발현 시, 신장세포의 cell proliferation이 증가됨을 밝혔다. Cluster 7의 발현 양상을 가지는 WNT1 inducible signaling pathway protein 2(WISP2)는 cell growth에 관여한다고 알려져 있는데, WISP2의 과다 발현은 종양 세포의 proliferation을 증가시킨다. WISP2는 또한 adipogenesis을 저해하는 WNT/ \(\beta\)-catenin pathway에 포함되므로 anti-adipogenesis로 작용할 것으로 예상된다. colony stimulating factor 1 (CSF1)과 discoidin domain receptor family, member 2 (DDR2), leukemia inhibitory factor receptor (LIFR) 등은 cluster 8의 발현 양상을 가지는 것으로 나타났는데, 이들은 cell proliferation을 증가시키는 기능을 가진다. Kokkinaki 등은 CSF1 유전자가 손상된 마우스에서 백혈구의 수가 감소함을 보였다. Tyrosine kinase receptor인, DDR2는 그 유전자를 마우스에서 제거하였을 경우, 피부세포의 proliferation이 크게 감소되는 것으로 보고되었다. 또한, Derouet 등의 보고에 따르면, LIFR는 neuropoietin과의 상호작용을 통해 신경전구세포의 proliferation을 증가시키는 기능을 가진다. 언급한 유전자들 외에도 세포의 증식, 세포주기 조절과 관련된 유전자들이 cluster 7 (cell division cycle and apoptosis regulator 1 (CCAR1), cysteine rich protein 61 (CYR61), SRY-box containing gene 9 (SOX9)등)와 cluster 8 (checkpoint kinase 1 homolog (CHEK1), epiregulin (EREG), xpaired related homeobox 1 (EREG) 등)에 다수 포함되었다. 이러한 결과들은 SH21B가 지방세포형성 억제 인자 및 세포증식 유도 인자들의 유전자 발현을 조절하여 지방세포형성을 억제함을 제시한다.</p><p>본 연구에서 언급된 많은 유전자들은 서로 복합적으로 작용하여 지방세포형성을 억제하는 SH21B의 분자 메커니즘에 포함된다고 사료된다. 그러나, 그 중에서도 cluster 4에 포함된 PPAR \(\gamma \) 와 C/EBP\(\alpha\)는 지방세포형성을 조절하는 핵심 전사인자이므로 SH21B에 의해 억제되는 양상을 보이는 유전자들 중 가장 중요한 인자들로 생각된다. 또한, PPAR \( \gamma \)와 C/EBP\(\alpha\) 의 발현과 단백질 활성을 억제한다고 알려진 \(\beta\)-catenin (cluster 7)과 CCND1 (cluster 8)은 지방세포형성을 억제하는 대표적인 인자로 알려져 있다. 따라서 \( \beta \)-catenin과 CCND1은 SH21B에 의해 상승되는 양상을 보이는 유전자들을 대표하는 가장 중요한 인자로 사료된다.</p><p>생체 내 대사에서 중요한 역할을 하는 지방세포형성은 많은 유전자의 발현 및 억제로 이루어지는 복잡한 과정이다. 전지방세포에서는 지방세포형성 억제 조절자들과 세포증식 유도인자들의 발현이 높게 발현되어 지방세포로의 분화를 억제한다. 그러나 지방세포형성 유도 물질에 의해 분화가 시작되면 지방세포형성 억제 조절자들과 세포증식 유도 인자들의 발현은 억제되고 반대로 지방세포형성 유도 조절자들과 세포증식억제 인자들의 발현이 증가한다. 본 연구에서 SH21B는 세포증식을 촉진하거나 지방세포형성을 억제하는 유전자의 발현을 증가시키고, 이와 반대적인 기능을 가진 유전자의 발현을 억제함으로써 전지방세포가 지방세포로 분화하는 것을 저해하는 것으로 사료된다. 이후의 연구에서는 본 연구의 microarray 결과를 근거로 SH21B에 의해 증가하는 양상을 보였던 \(\beta\)-catenin과 CCND1을 중심으로 지방세포형성 억제와 관련된다고 알려진 WNT/ \(\beta\)-catenin pathway에 대한 연구가 진행 될 계획이다. 이러한 분자생물학적 연구는 지방세포형성과 관련하여 생물학적 원리를 밝히고, 더 나아가 향후 비만과 성인병에 관련된 연구 및 치료에 적용될 중요하고 잠재성 있는 분자표적(molecular target)이 될 것으로 예상된다.</p>