3T3-L1 세포의 지방세포형성과정에서 Baicalin에 의한 유전자 발현 프로파일 분석

이해용; 강련화; 정상인; 조수현; 윤유식

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Flavonoid 계열의 한 종류인 baicalin은 항염증, 항암, 항바이러스, 항세균 등의 효능을 가진다. 본 연구진은 선행연구를 통한 이전의 보고에서 baiclain이 adipogenesis pathway(지방세포 형성 경로)의 anti-adipogenic(지방세포 형성억제)과 pro-adipogenic(지방세포 형성 유도) factor들을 조절함으로써 비만 및 adipogenesis를 억제함을 밝혔다. 본 연구에서는, microarray 기술을 이용하여 3T3-L1 세포에서 baiclain이 유도하는 지방세포 형성 억제 효과에 대한 분자적 기작을 보다 상세하게 연구하고자 하였다. 지방세포의 분화 시간(0일, 2일, 4일 및 7일)과 분화 시 baicalin의 처리유무에 따라 유전자 발현 양상을 분석하기 위해 해당 시료들을 microarray에 적용하였다. Microarray 결과로부터 2배 이상의 변화가 있는 3972개의 유전자를 확보하였다. 그 유전자들의 발현 양상을 좀 더 자세히 살펴보기 위해 hierarchical clustering 분석을 진행하였고 그 결과로 20개의 cluster를 분류할 수 있었다. 그들 중 4개의 cluster는 분화의 전반적인 기간에서 baicalin의 첨가에 의해 뚜렷하게 상승(cluster 8과 cluster 10)하거나 반대로 뚜렷하게 감소 (cluster 12와 cluster 14)하는 양상을 보였다. Cluster 8과 cluster 10에는 CHOP(CCAAT/enhancer-binding protein homologous protein), INSIG1(insulin induced gene 1), WISP2(WNT1 inducible signaling pathway protein 2), ADM(adrenomedullin), CCND2(cyclin D2), GRN(granulin) 및 TGFB3(transforming growth factor, beta 3)과 같은 세포 증식과 지방세포 형성 억제를 상승시키는 유전자들이 다수 포함되었다. 반대로 cluster 12와 cluster 14에는 세포 증식 억제, 세포 주기 억제 및 세포 성장 억제와 연관되거나 지방세포를 유도하는 유전자인 LTA(lympotoxin A), ACADSB(acyl-Coenzyme A dehydrogenase, short/branched chain), HMGCS2(3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzyme A synthase 2), IGFBP7(insulin-like growth factor binding protein 7), MERTK(c-merproto-oncogene tyrosine kinase), RASSF2(ras association(RalGDS/AF-6) domain family 2), RHOU(ras homolog gene family, member U) 및 SESN1(sestrin1) 등이 포함되었다. 결론적으로 baicalin은 세포 증식 및 지방세포 형성과 연관된 유전자들을 조절함으로써 지방세포의 분화를 억제하는 것으로 사료된다. 이러한 결과는 baicalin이 유도하는 지방세포 형성 억제 및 비만 억제 효과의 분자적 기작에 대한 중요한 정보를 제시한다.

Baicalin, a flavonoid, was shown to have diverse effects such as anti-inflammatory, anti-cancer, anti-viral, anti-bacterial and others. Recently, we found that the baicalin inhibits adipogenesis through the modulations of anti-adipogenic and pro-adipogenic factors of the adipogenesis pathway. In the present study, we further characterized the molecular mechanism of the anti-adipogenic effect of baicalin using microarray technology. Microarray analyses were conducted to analyze the gene expression profiles during the differentiation time course (0 day, 2 day, 4 day and 7 day) in 3T3-L1 cells with or without baicalin treatment. We identified a total of 3972 genes of which expressions were changed more than 2 fold. These 3972 genes were further analyzed using hierarchical clustering analysis, resulting in 20 clusters. Four clusters among 20 showed clearly up-regulated expression patterns (cluster 8 and cluster 10) or clearly down-regulated expression patterns (cluster 12 and cluster 14) by baicalin treatment for over-all differentiation period. The cluster 8 and cluster 10 included many genes which enhance cell proliferation or inhibit adipogenesis. On the other hand, the cluster 12 and cluster 14 included many genes which are related with proliferation inhibition, cell cycle arrest, cell growth suppression or adipogenesis induction. In conclusion, these data provide detailed information on the molecular mechanism of baicalin-induced inhibition of adipogenesis.

#baicalin #adipogenesis #microarray #gene expression profile