살 안 찌게“할 수도 있어”——Uts2

Cyagen생물인"매주 월요일 마우스"는 매주 금요일에 갱신되어 마우스 모델의 이야기를 들려줍니다.여러분이 서로 다른 마우스 모델을 이해하는 데 도움이 되기를 바랍니다.오늘 여러분과 만난 것은 Uts2유전자 녹아웃 마우스입니다.

Uts2유전자

Uts2 유전자는 고리형 펩타이드 세븐 펩타이드 링를 코딩해 칠성장어부터 인간까지 고도의 보수성을 갖고 있습니다.이 유전자 코드의 활성 펩타이드는 혈관 수축제의 일종으로 뇌 조직에서만 표현됩니다.Uts2 가족의 영문명은 우로코틴(urocortin)과 비슷하지만 이 유전자는 우로코틴과 다릅니다.이 단백질은 성숙 과정에서 단백질인 하이드라아제를 통해 전체 단백질의 아미노산을 대부분 제거해 성숙한 기능성 단백질을 만들어 혈장으로 분비됩니다.이 유전자는 다른 절단 전구체 단백질을 통해 다른 단백질 아형을 생산합니다.이 코드단백질이 부족한 마우스는 저밀도지단백질 콜레스테롤 대사보 및 간지방변성의 표형을 현저히 낮췄는데,이 표형은 간세포가 처음부터 콜레스테롤을 합성하는 감소와 지방단백질 B 의 분비 감소와 관련이 있습니다[1,2].

그림 1.UTS2 단백질 구조 예측 모델[3].

Uts2와 관련된 질환은 문정맥 고혈압과 충혈성 심부전으로,이 단백질과 관련된 통로는 p70S6K 신호전달 경로와 ERK 신호전달 경로 등이 있습니다.이 유전자와 관련된 GO분석 주석은 신호수용체 결합 능력과 호르몬 활성을 포함합니다[4].

Uts2 유전자 녹아웃 마우스

Uts2 유전자 녹아웃(Uts2KO) 순합 마우스는 대식세포와 간 콜레스테롤 함량 변화가 있는 표형입니다[5].

연구원은 고지방 사료를 먹인 뒤 야생형(WT)과 Uts2KO 마우스의 간을 썰어내는 데 헤마톡실린-에오신(Hematoxylin - Eosin)염색을 한 결과 WT마우스에 광범위한 간지방변성이 있는 것으로 나타났습니다(그림2A).이에 비해 Uts2KO 마우스의 간은 지방변성이 거의 없습니다(그림2B)[6].

그림 2.헤마톡실린-에오신(Hematoxylin - Eosin) 염색한 야생형(WT)(A)과 Uts2KO 마우스의 간을 파라핀절편입니다.WT마우스의 간에서는 지방변성이 다량 발견됐지만 Uts2KO마우스의 간에서는 이 발견되지 않았습니다[6].

마우스에게 고콜레스테롤 사료를 먹인 후 WT와 Uts2KO마우스의 혈청을 고효율 액상색보와 부피크기에 따라 혈장지단백질을 분리하고 유리콜레스테롤(FC,그림3)과 트리아실글리세롤(TG, 데이터 미표시) 함량을 측정합니다.실험결과 Uts2 KO조 마우스의 혈청 속 저밀도 지단백 함량이 WT조보다 낮았으며(그림3) 저밀도 지단백의 부피 크기 및 저밀도 지단백의 상대량이 감소했습니다.마찬가지로 Uts2KO 마우스 혈청에는 상대적으로 고밀도 지단백질이 많고 부피도 더 큽니다[6].

그림3.Uts2KO 마우스와 WT 마우스 혈청의 고효율 액상 색보 결과.Uts2 KO 마우스 혈청 샘플은 소량의 혈청으로부터 지방 단백질을 분리하기 위해 교정된 색보 시스템에서 작동합니다.이 곡선은 6회 운행 결과의 평균값입니다[6].

연구진은 지질이 결핍된 조건에서 cholesterol acyltransferase의 기초활성화를 연구하기 위해 WT, Apoe KO, Uts2 KO의 마우스에서 각각 대식세포를 분리하고 기존에 만들어진 실험조작 기준에 따라 배양기에서도 대식세포를 배양합니다.구체적으로 세포는 먼저 무혈청 배양기에서 16시간 배양합니다.그런 다음 10% 지단백질 결핍이 있는 자체 혈청 (DS) 또는 10% 자체 혈청 (AS, FBS를 사용하지 않고 Uts2나 Apoe를 추가 도입 방지) 과 5μ 표시된 콜레스테롤 (Ci 3H-cholesterol) 이 포함된 배양기에서 8 시간 또는 24 시간을 배양합니다.연구팀은 콜레스테롤 아실 트랜스 페라 아제(cholesterol acyltransferase)의 활성을 확인하기 위해cholesterol acyltransferase 억제제(58035)를 사용하는 대조조를 시기별로 늘렸지만 이후에는 억제제를 제거했습니다.세포지질 추출 및 얇은 층 크로마토그래피 기법으로 측정하여 방사성 총콜레스테롤 또는 세포단백의 CE결과도(데이터마다 n=4)를 얻습니다.그 결과 Uts2KO 마우스의 대식세포는 콜레스테롤이 존재하는 조건에서 WT나 Apoe KO 쥐에 비해 cholesterol acyltransferase의 활성이 높은 것으로 나타났습니다(그림4)[6].

그림 4.대식세포의 지방화 상태는 개인이 콜레스테롤 에스테르화에 영향을 미칠 수 있습니다.연구원들은 각각 WT,Apoe KO 또는 Uts2 KO 의 마우스에서 복막 대식세포를 추출하여 탈지 자체 혈청 (DS) 또는 10% 자체 혈청 (AS) 에 사육한 다음 8 시간 또는 24 시간 동안 에스테르화의 콜레스테롤 상대 함량을 측정합니다[6].

이외에도 많은 연구에서 Uts2는 염증 발생과 관련이 있는 것으로 나타났습니다.그림 5는 Uts2의 염증 촉진 메커니즘을 소개하고 있습니다.그림 보다시피 Lipopolysaccharide(LPS)과 TLR4의 결합은 MyD88의존과 비의존적(또는 TRIF) 신호 통로를 작동시키고 NF-kB, p38 MAPK, IRF3 통로를 각각 활성화시킴으로써 촉염세포 인자의 발생을 유도합니다.Uts2 펩타이드와 그 수용체 UT의 결합으로 핵내 p38 MAPK단백 인산화 수준을 높이고 핵이전 및 NF- kBp65아기(Subunit)가 DNA와 결합하여 활성화되어 염증을 촉진하는 세포인자의 표현을 촉진합니다.또한 Uts5/UT 시스템은 IRF3-IFN-베타 신호 통로를 활성화시켜 TNF-α와 IL-1 베타단백 함량을 향상시킵니다[7].

그림 5. Uts2의 염증촉진 메커니즘[7]

결론

Uts2 유전자 녹아웃 마우스는 연구는 비교적 적지만 일반적인 지방대사 문장에 비해 관점과 실험방법이 다르기 때문에 관심 있는 선생님은 관련 글을 더 많이 읽을 수 있습니다.이외에도 Uts2의 경우 새로운 연구방향은 촉염기능에 대한 연구에 집중되며 Uts2는 염증 통로를 활성화시키고 관련 단백질의 표현을 향상시킨다.흥미로운 것은 이 두 가지를 결합하면 염증이 지질대사의 이상과 관련이 있지 않느냐는 점입니다.

참고 자료

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/10911

2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/24111

3. https://alphafold.ebi.ac.uk/entry/O95399

4. https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=Uts2&keywords=Uts2

5. http://www.informatics.jax.org/marker/MGI:1346329

6. Kiss R S , You Z , Genest J , et al. Urotensin II differentially regulates macrophage and hepatic cholesterol homeostasis[J]. Peptides, 2011, 32(5):956-963.

7. Sui-Lin, Sun, Liang-Ming, et al. Urotensin II: an inflammatory cytokine.[J]. Journal of Endocrinology, 2019.

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