Lipin1의 간섬유화 조절기전 연구

Abstract

Adipogenic transcriptional regulation was reported to inhibit transdifferentiation of hepatic stellate cells (HSCs), main fibrogenic cell type in the liver. Lipin1 exhibits dual function as enzymes catalyzing the conversion of phosphatidate to diacylglycerol and as transcriptional regulator. However, the involvement of Lipin1 in the regulations of TGF-β signaling and fibrogenesis in HSCs is not fully understood. Here we show that Lipin1 is down-regulated in activated primary HSCs or TGF-β treated LX-2 cells. The down-regulation of Lipin1 by TGF-β was not dependent on altered mRNA stability but rather due to protein stability. Treatment LX-2 cells with the proteasome inhibitor led to the accumulation of Lipin1. Moreover, we observed a significant increase in Lipin1 polyubiquitination in LX-2 and HEK293 cells. Over-expression of Lipin1 attenuated TGF-β-induced fibrogenic gene expression. In addition, Lipin1 inhibited TGF-β-mediated Smad phosphorylation and its transcriptional activity. Resveratrol, a well-known natural polyphenolic antioxidant, is known to inhibit liver fibrosis, although its concise mechanism of action remains elucidated. Our data showing that resveratrol significantly increased the levels of Lipin1 protein and mRNA in HSCs. Further investigation revealed that resveratrol blocked the polyubiquitination of Lipin1. Resveratrol inhibited TGF-β-induced fibrogenic gene expression in HSCs. TGF-β induced SBE-luciferase reporter activity was significantly diminished by resveratrol with a simultaneous decrease in Smad3 phosphorylation. Consistently, a gene knockdown of Lipin1 by siRNA abolished the inhibitory effect of resveratrol. We conclude that Lipin1 antagonized HSC activation through inhibition of TGF-β/Smad signaling and resveratrol affects Lipin1 gene induction and contributes to the inhibition of TGF-β-mediated hepatic fibrogenesis.|간성상세포는 비타민A를 포함하는 세포로 간섬유화 진행에 있어서 주요한 역할을 한다. 이 세포의 분화 억제에 여러 지방세포 분화 관련 전사인자들의 활성화가 관여하는 것으로 알려져 있다. Lipin1은 디아실글리세롤 포스파티테이즈로써 중성지질 (triglyceride) 합성에 관여하는 효소로 알려져 있으며 최근 연구 결과에 의하면 전사인자 활성화를 통하여 지방산 산화를 조절함이 보고되었다. 그러나 간성상 세포에서 TGF-β 신호 및 섬유화의 조절에 있어서 Lipin1의 역할은 보고된 바 없다. 여기에서 우리는 간성상 세포의 활성화 또는 LX-2 세포에 TGF-β 처리시 Lipin1의 발현이 하향 조절 됨을 관찰하였다. TGF-β 에 의한 Lipin1 발현 감소는 단백질의 안정성에 의존하였다. LX-2 세포에 프로테아좀 억제제인 MG132를 처리했을 시 Lipin1이 축적되었으나 라이소좀 억제제인 chloroquine은 별다른 영향을 주지 않은 것으로 보아 Lipin1의 분해는 프로테아좀 의존적임을 확인할 수 있었다. 실제 간성상 세포 및 HEK293 세포에서 Lipin1의 ubiquitination이 유의적으로 증가함을 관찰할 수 있었다. Lipin1의 과발현은 TGF-β 매개성 간섬유화 관련 유전자 발현의 유도를 억제하였으며 이는 Smad 인산화 및 전사 활성 억제에 기인하였다. 레즈베라트롤 (resveratrol)은 식물에서 발견되는 항산화물질인 폴리페놀 (polyphenol) 계열에 속하는 물질로 간섬유화를 억제할 수 있음이 동물 실험을 통하여 보고되었으나 정확한 기전에 대하여 보고된 바 없다. 레즈베라트롤은 간성상 세포에서 Lipin1의 단백질 및 mRNA를 증가 시켰다. 또한 레즈베라트롤이 Lipin1의 ubiquitination을 억제하여 단백질 안정화에 기인함을 규명하였다. 레즈베라트롤은 간성상 세포에서 TGF-1에 의해 유도된 α-SMA, PAI-1과 콜라겐 등의 간섬유화 관련 유전자 발현을 억제하였다. 또한 TGF-β 에 의해 유도된 SBE-Luc luciferase 활성과 Smad3 인산화를 감소 시켰다. 레즈베라트롤의 TGF-β 에 의해 유도된 PAI-1 발현 억제 효과는 Lipin1의 siRNA에 의하여 상쇄됨을 통하여 레즈베라트롤의 효능이 Lipin1의 활성화가 요구됨을 규명하였다. 우리는 Lipin1이 TGF-β/Smad 신호전달경로의 길항을 통해 간섬유화 진행 및 발병을 억제시키며 레즈베라트롤의 간섬유화 효능에 있어서 Lipin1의 활성화가 필수적임을 본 연구결과를 통하여 제시한다.