□ 연구개요 Nuclear receptor coactivator 6 (NCOA6)는 핵수용체 및 기타 여러 가지 전사인자들의 transcriptional coactivator로서 작용한다. Ncoa6 general KO 마우스는 배아상태에서 치사하기 때문에, 본 연구실은 간 조직 선택적으로 NCOA6 발현을 억제시킨 liver-specific Ncoa6 KO (Ncoa6 LKO) 마우스를 제작하였다. Ncoa6 LKO 마우스를 사용하여 NCOA6의 기본적 대사 기능을 조사한 결과, Ncoa6 LKO 마우스의 혈중 glucose와 insulin은 야생형과 비슷한 수준을 나타냈으나, glucose tolerance, insulin sensitivity 및 pyruvate tolerance는 더욱 개선된 결과를 보여주었다. 분자수준에서 Ncoa6 LKO 마우스는 fasting에 의한 phosphoenol pyruvate carboxykinase 1 (Pck1), glucose 6-phosphatase (G6pc) 등의 gluconeogenesis 관련 유전자의 발현 증가가 보이지 않았는데, 이는 glucose 생성량의 감소를 설명해 줄 수 있는 결과였다. Ncoa6 LKO 마우스로부터 분리한 primary hepatocytes에 adenylyl cyclase activator인 forskolin을 처리한 후에도 야생형에서 보여지는 Pck1과 G6pc 유전자의 발현 증가가 관찰되지 않았다. 반면에 Creb, Foxo1, Pgc1a 등의 다른 gluconeogenic 유전자의 발현은 야생형과 LKO 간에 차이가 없었다. 마우스의 fasting 또는 primary hepatocyte의 forskolin 처리시에 증가되는 CREB 인산화 과정도 야생형과 LKO 간에 유사한 정도를 보였다. 흥미로운 사실은 CREB이 NCOA6와 단백질 interaction을 함을 증명하였다. 더 나아가 CREB에 의한 Pck1과 G6pc 유전자의 promoter 활성을 NCOA6가 더욱 강화함을 확인하였다. 이러한 효과가 Pck1과 G6pc 유전자의 promoter 내에 존재하는 CRE sequence를 mutation 시킬 경우는 사라졌다. 이들 결과들을 통해 NCOA6가 CRE에 결합하는 CREB 단백질의 transcriptional activity를 강화함으로써 PCK1과 G6PC의 발현을 증가시켜 포도당 신생합성을 조절할 수 있음을 규명하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 전사활성조인자 NCOA6가 결핍된 마우스에서 pyruvate tolerance가 증가한 선행연구 결과를 바탕으로, NCOA6가 gluconeogenesis 관련 효소들의 발현에 미치는 영향과 이에 대한 조절 기전을 규명함으로써, gluconeogenesis 조절을 통한 제2형 당뇨병 치료제 개발의 신규 표적을 확보하는 것을 목표로 했다. 연구수행결과 NCOA6가 gluconeogenesis 과정의 핵심효소인 PCK1과 G6PC 의 발현에 필요하며, 그 기전은 Pck1과 G6pc 유전자의 CRE region에서 전사인자 CREB에 대한 coactivator로서 작용함을 규명하였다. 따라서 gluconeogenesis 관련 유전자의 발현시 CREB과 NCOA6간의 interaction을 표적으로 제2형 당뇨병 치료제 개발의 가능성을 제시하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1) 연구개발성과의 활용계획 본 연구개발성과를 기반으로 NCOA6를 gluconeogenesis를 조절하는 새로운 인자로서 활용할 수 있다. 학문적으로는 gluconeogenesis 과정을 조절하는 전사수준의 기전을 더욱 구체적으로 규명한 것으로서, 이전까지 gluconeogenesis 조절에 관여한다고 알려진 전사 관련 다양한 인자들과의 상호작용 및 균형에 대한 후속 연구의 근거로 활용 될 수 있다. 또한, 응용개발의 측면에서 작용기전 상 NCOA6의 작용점을 표적으로 하여 gluconeogenesis 과정을 제어할 수 있는 수단을 개발함으로써 당뇨병치료제 개발연구에 활용할 수 있다. 2) 연구개발성과의 기대효과 본 연구개발성과를 통해, 우리는 과학기술적 측면에서 대사유전자를 포함한 모든 유전자의 전사조절 과정에서 전사조인자의 작용 방식과 다양한 방향성에 대한 이해를 심화시킴으로써, 생체 현상을 조절하는 유전자 수준의 과정에 전사조인자가 가지는 의미와 비중에 대해 연구자들이 인식하게 되는 계기를 제공하고, 한편 gluconeogenesis 같은 생체 항상성 유지를 위한 과정을 인위적으로 조절할 수 있는 새로운 기술개발에 기여할 것으로 기대된다. 경제·산업적 측면에서는 인류가 겪고 있는 가장 보편적인 만성질환 중 하나가 제2형 당뇨병이기 때문에, 관련 연구 성과가 제품개발로 연계될 경우 얻을 수 있는 국가 경제와 산업 발전에 미치는 긍정적 파급효과는 매우 클 것으로 예측할 수 있다. 사회적으로는 서구화된 식습관이 보편화 되어 가고 있는 현대사회에서 더욱 유병률이 증가하고 있는 질환을 치료 또는 관리함으로써, 지속가능한 인류사회의 안정적 발전에 기여할 수 있을 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
- 연구책임자 : 김승환
- 주관연구기관 : 울산대학교
- 발행년도 : 20220900
- Keyword : 1. 핵수용체 전사활성조인자-6;포도당 신생합성;포스포에놀피루브산 카르복시키나아제;글루코스 6-포스파타아제;전사활성조인자; 2. nuclear receptor coactivator-6;gluconeogenesis;phosphoenolpyruvate carboxykinase;glucose 6-phosphatase;coactivator;
