비만 연구를 위한 DIO-B6-M 마우스 모델의 비밀 밝히기
비만은 전 세계적인 건강 문제로 대두되고 있습니다. 통계에 따르면, 2022년 기준 성인 25억 명이 과체중으로 분류되었으며, 그 중 8억 9천만 명 이상이 비만 상태였습니다. 1990년 이후 전 세계 성인 비만율은 두 배 이상 증가하였고, 청소년 비만율은 세 배로 증가하였습니다.[1] 비만은 심혈관 질환(CVD), 소화기계 질환, 제2형 당뇨병(T2D), 호흡기 질환 등 다양한 심각한 합병증을 유발할 수 있습니다. 인간 비만 및 대사 증후군의 병리학적 특성을 모사할 수 있는 동물 모델 개발은 비만 연구에 핵심적인 도구입니다.
다이어트 유도 비만(DIO) 쥐 모델이란 무엇인가요?
내재된 균일한 품종인 C57BL/6 쥐는 고지방 식이를 공급함으로써 다이어트 유도 비만(DIO) 쥐 모델을 구축하는 데 널리 사용됩니다. 연구 결과에 따르면, C57BL/6N 쥐와 비교하여 C57BL/6J 쥐는 Nnt 유전자 외인 7-11의 결실을 가지고 있습니다. 이 유전자의 기능 상실은 췌장 β세포의 미토콘드리아 대사 기능 장애와 인슐린 분비 저하를 초래할 수 있습니다. 실제로 C57BL/6J 쥐는 포도당 내성 저하 및 인슐린 분비 감소를 보이며,[2-4] 이는 대사 질환 연구에 적합하지 않은 이유가 됩니다.
Nnt 유전자 결핍의 약물 연구에서의 역할 및 DIO-B6-M 쥐 모델 개발
Nnt 유전자는 NAD 결합 활성, NAD(P)+ 전수소효소 활성, NADP 결합 활성과 관련이 있을 것으로 예측되며, 이 유전자 결핍이 NADPH 관련 메커니즘에 관여하는 약물 연구에 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다. 따라서 Cyagen은 C57BL/6NCya 배경에서 60% 고지방 식이를 통해 유도한 DIO-B6-M 쥐(제품 코드: C001549)를 개발하였습니다. 이 모델은 비만, 당뇨병, 염증, 지방간 및 기타 대사 질환 연구에 적합하며, 관련 치료제의 스크리닝 및 전임상 효과 평가에도 활용 가능합니다.
DIO 쥐에서 체중과 혈중 포도당 수치는 어떻게 변화하나요?
4주령의 수컷 C57BL/6NCya 쥐는 적응식이를 위한 1주간의 적응 기간 후 60% 고지방 식이를 시작하였습니다. 체중은 정기적으로 모니터링하였으며, 고지방 식이를 25주간 시행한 후 무작위 혈중 포도당 수치를 측정하였습니다. 결과적으로 고지방 식이(HFD) 그룹의 쥐는 정상 식이(ND) 그룹에 비해 체중과 무작위 혈중 포도당 수치가 유의미하게 높았습니다.
그림 1: DIO-B6-M 쥐의 체중 모니터링 및 혈중 포도당 검사 결과
DIO 쥐에서 NK 세포와 대식세포 증가로 나타나는 염증 반응
25주간의 고지방 식이 후 DIO-B6-M 쥐의 말초 혈액에서 NK 세포와 대식세포 수가 현저히 증가하였으며, 이는 염증 반응의 증가를 나타냅니다.
그림 2: 25주간 HFD 유도 후 쥐 말초 혈액의 면역세포(T세포, B세포, NK세포, 대식세포)의 흐름세포 분석 결과
DIO 쥐에서 혈중 지질 및 간 기능 지표 상승
25주차 시점에서 DIO-B6-M 쥐는 정상 식이(ND) 그룹에 비해 총 콜레스테롤(T-CHO), 고밀도 지단백 콜레스테롤(HDL-C), 저밀도 지단백 콜레스테롤(LDL-C), 아스파르트산 아미노트랜스퍼라제(AST), 알라닌 아미노트랜스퍼라제(ALT) 수치가 유의미하게 상승하였습니다.
그림 3: 식이 유도 후 25주차 쥐의 혈중 지질 및 간 기능 지표
(TG: 중성지방; T-CHO: 총 콜레스테롤; HDL-C: 고밀도 지단백 콜레스테롤; LDL-C: 저밀도 지단백 콜레스테롤; AST: 아스파르트산 아미노트랜스퍼라제; ALT: 알라닌 아미노트랜스퍼라제)
비만 치료를 위한 세마글루타이드 치료
세마글루타이드는 글루카곤 유사 펩타이드-1(GLP-1) 수용체 작용제로, 자연적으로 존재하는 GLP-1 호르몬을 모방하여 인슐린 분비를 촉진하고 글루카곤 분비를 억제하며 위장 비우는 속도를 느리게 하여 식욕을 감소시키는 데 사용되는 약물입니다. 당뇨병 치료 외에도, 특히 비만 환자에서 체중 감소 효과에 대한 연구가 진행되고 있으며, 체중 감소 촉진 효과로 인해 매우 높은 평가를 받고 있습니다.
세마글루타이드는 DIO 쥐에서 비만을 감소시킵니다
본 연구에서 DIO-B6-M 쥐는 12주간 60% 고지방 식이를 공급한 후 주 2회 피하 주사로 세마글루타이드를 투여하였습니다. 공백군(B6N+ND) 및 대조군(B6N+HFD)은 동일한 용량의 대조 용매를 주사하였습니다. 결과적으로 세마글루타이드 치료는 DIO-B6-M 쥐의 체중, 혈중 포도당 수치 및 식사량을 유의미하게 감소시켰으며, 포도당 내성도 개선하는 효과를 보였습니다.
그림 4: DIO-B6-M 쥐는 관련 치료제 스크리닝 및 전임상 효과 평가에 활용 가능합니다
왜 비만 연구에 DIO-B6-M 쥐 모델을 선택해야 하나요?
DIO-B6-M 쥐 모델(제품 코드: C001549)은 비만, 당뇨병 및 기타 대사 질환 연구와 관련 약물 개발에 있어 귀중한 도구입니다.
DIO-B6-M 쥐(제품 코드: C001549)는 C57BL/6NCya 배경에서 개발되었으며, C57BL/6J 품종 배경에서 관찰되는 대사적 Nnt 유전자 변이의 영향을 피할 수 있습니다. 4주령부터 60% 고지방 식이를 통해 유도된 이 DIO 쥐 모델은 체중 증가, 무작위 혈중 포도당 수치 상승, NK 세포 및 대식세포 증가, 혈중 지질 및 간 기능 지표 상승 등의 현상을 보입니다. 이는 비만 및 당뇨병과 같은 대사 질환 연구에 활용 가능합니다.
Cyagen의 대사 및 심혈관 질환 모델 범위 탐색하기
DIO-B6-M 모델 외에도, Cyagen은 대사 관련 연구에 필요한 다양한 대사 질환 모델 및 인간화 모델을 제공하고 있습니다. 저희 모델이 비만, 당뇨병, 심혈관 질환 및 관련 대사 질환 연구에 어떻게 기여할 수 있는지 오늘 바로 문의해 주십시오.
대사 및 심혈관 질환 연구를 위한 추천 유전자 편집 모델
| 제품 번호 | 제품 이름 | 품종 배경 | 응용 분야 |
|---|---|---|---|
| C001507 | B6J-Apoe KO | C57BL/6JCya | 동맥경화증, 고콜레스테롤혈증, 대사기능 장애 관련 지방간염(MASH) |
| C001067 | APOE | C57BL/6NCya | 동맥경화증 |
| C001291 | B6-db/db | C57BL/6JCya | 고혈당 및 비만 |
| C001392 | Ldlr KO (em) | C57BL/6JCya | 가족성 고콜레스테롤혈증 |
| C001368 | B6-ob/ob (Lep KO) | C57BL/6JCya | 제2형 당뇨병 및 비만 |
| C001232 | Uox KO | C57BL/6JCya | 고요산혈증 |
| C001393 | Uox-KO (지속형) | C57BL/6JCya | 고요산혈증 |
| C001267 | Atp7b KO | C57BL/6NCya | 구리 대사 장애, 윌슨병 |
| C001265 | Foxj1 KO | C57BL/6NCya | 원발성 섬모 기능 장애 |
| C001266 | Usp26 KO | C57BL/6NCya | 클린펠터 증후군 |
| C001273 | Fah KO | C57BL/6NCya | 페닐케톤뇨증 유형 1 |
| C001383 | Alb-Cre/LSL-hLPA | C57BL/6NCya | 심혈관 타겟 |
| C001421 | B6-hGLP-1R | C57BL/6NCya | 대사 타겟 |
| C001400 | B6J-hANGPTL3 | C57BL/6JCya | 대사 타겟 |
| C001493 | FVB-Abcb1a&Abcb1b DKO (Mdr1a/b KO) | FVB | 혈뇌장벽 투과성 관련 질환 |
| C001532 | Serping1 KO | C57BL/6JCya | 유전성 혈관부종(HAE) |
대사 및 심혈관 질환 연구를 위한 기타 모델: 자발적, 유도, 복합 및 수술 모델
| 다이어트 유도 비만(DIO) 모델 | 제2형 당뇨병(T2DM) 모델 | 제1형 당뇨병(T1DM) 모델 | 다이어트 유도 대사기능 장애 관련 지방간 질환(MASLD) 모델 |
| 화학 유도 MASLD 모델 | MASLD 모델 | 복합 MASLD 모델 | 복합 동맥경화증 모델 |
| 동맥경화증 모델 | 급성 췌장염 모델 | 만성 췌장염 모델 | DIO&CCL4 유도 MASH(NASH) 쥐 모델 |
참고문헌:
[1] 세계보건기구(WHO). (2024, 3월 1일). 비만 및 과체중. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight
[2] Simon MM, Greenaway S, White JK, Fuchs H, Gailus-Durner V, Wells S, Sorg T, Wong K, Bedu E, Cartwright EJ, Dacquin R, Djebali S, Estabel J, Graw J, Ingham NJ, Jackson IJ, Lengeling A, Mandillo S, Marvel J, Meziane H, Preitner F, Puk O, Roux M, Adams DJ, Atkins S, Ayadi A, Becker L, Blake A, Brooker D, Cater H, Champy MF, Combe R, Danecek P, di Fenza A, Gates H, Gerdin AK, Golini E, Hancock JM, Hans W, Hölter SM, Hough T, Jurdic P, Keane TM, Morgan H, Müller W, Neff F, Nicholson G, Pasche B, Roberson LA, Rozman J, Sanderson M, Santos L, Selloum M, Shannon C, Southwell A, Tocchini-Valentini GP, Vancollie VE, Westerberg H, Wurst W, Zi M, Yalcin B, Ramirez-Solis R, Steel KP, Mallon AM, de Angelis MH, Herault Y, Brown SD. C57BL/6J 및 C57BL/6N 쥐 품종의 비교적 형질 및 유전체 분석. Genome Biol. 2013년 7월 31일;14(7):R82.
[3] Freeman H, Shimomura K, Horner E, Cox RD, Ashcroft FM. 니코틴아미드 핵산 전수소효소: 인슐린 분비에서의 핵심 역할. Cell Metab. 2006년 1월;3(1):35-45.
[4] Hull RL, Willard JR, Struck MD, Barrow BM, Brar GS, Andrikopoulos S, Zraika S. 고지방 식이가 수컷 C57BL/6 쥐 서브라인의 인슐린 반응 차이를 드러낸다. J Endocrinol. 2017년 4월;233(1):53-64.
