Role of nicotinamide N-methyltransferase on TGF-β-mediated hepatic stellate cell activation

Abstract

니코틴아미드 N-메틸전이효소에 의한 TGF-β 매개 간성상세포 활성화 조절 연구 김 나 연 지 도 교 수: 기 성 환 약학과 조선대학교 대학원 간 손상은 간염바이러스, 알코올, 비만 등 다양한 원인에 의해 발생한다. 손상 및 치유반응이 지속, 반복되면 간섬유화 단계로 진행되게 된다. 가역적 단계의 간섬유 화는 손상 원인이 제거되면 다시 건강한 간으로 돌아갈 수 있지만, 간 손상이 계속 되면 비가역적 단계인 간경변증, 간암까지 진행될 수 있다. 따라서 간섬유화에서의 치료는 비가역적 간질환 예방에 있어서 매우 중요한 단계로 간주된다. 간세포의 10%를 차지하는 간성상세포는 간섬유화를 유발하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 건강한 간에서의 간 성상세포는 지질방울을 함유하며 지질 대사에 관 여한다. 하지만 여러 자극에 의해 활성화되면 가지고 있던 지질방울을 소실 하면서 콜라겐과 같은 세포외 기질(ECM)을 축적하는 근섬유아세포 형태로 분화한다. TGF-β 신호 전달 경로는 간성상세포를 근섬유아세포로 분화시키는 중요한 인자 로 알려져있다. 활성화된 TGF-β는 Smad2, 3 의 인산화를 유도한다. 인산화 후 Smad4 와 복합체를 형성하여 핵으로 이동한후 섬유화 관련 유전자의 발현을 조절 하는 것으로 알려져 있다. 최근 메티오닌 균형 조절이 간질환의 병태생리학에서 중 요한 역할을 한다는 것이 보고되고 있다. 메티오닌 회로의 붕괴는 메틸 제공자 균 형을 파괴하고 궁극적으로 여러 간 질환을 유발한다. 간은 메티오닌 균형을 조절하 기 위해 여러 메틸전이화 효소를 발현한다. 간에서 주로 발현되는 메틸전이화 효소 중 하나인 니코틴아미드 N-메틸전이효소(NNMT)는 S-아데노실 메티오닌(SAM) 을 메틸공여체로 활용하여 니코틴아미드 메틸화를 촉매하고 1-메틸니코틴아미드 (MNAM)과 S-아데노실-L-호모시스테인 (SAH)를 생성하고, MNAM 은 N- methyl-2-pyridone-5-carboxamide (2PY), N-methyl-4-pyridone-5- carboxamide (4PY)로 산화되어 소변으로 배출된다. NNMT 는 간에서 세포 분화, 세포증식, 포도당합성, 지질합성을 비롯하여 다양한 생리활성을 조절하는 것으로 보고되었다. 최근 간경변 환자에서 NNMT 대사산물인 MNAM 과 2PY 의 수치가 증가했다는 결과가 발표되었으며 이는 TGF-β 신호 전달 경로와 연관성이 있는 것으로 알려지고 있다. 최근 NNMT 는 알코올성 지방간, 간암과 같은 여러 간질환 발병 및 진행에 관련이 있다는 보고가 있지만 간성상세포 활성화와 간섬유화에서 의 NNMT 의 발현 및 기능에 대한 연구는 거의 없다. 본 연구에서는 간성상세포 활성화 과정에서 NNMT 의 발현 변화 유무 및 간성상세포 활성화에서 NNMT 의 효과에 대한 분자기전을 규명하고자 하였다. 우리는 간성상세포 활성화시 간의 다 른 메틸전이화 효소로 알려진 글리신 N-메틸트랜스퍼라제(GNMT)와 NNMT 의 발현을 비교하였다. GEO 전사 데이터를 통해 NNMT 가 간성상세포 활성화시 특 이적으로 증가한다는 것을 확인하였다. 또한 간성상세포주인 LX-2 세포에 TGF- β를 처리하였을 때 NNMT 의 발현이 전사 의존적으로 증가됨을 확인하였다. 더 나아가 TGF-β에 의해 증가된 간성상세포 활성화가 NNMT 활성화에 의해 증가 됨을 NNMT 억제제 또는 과발현 시스템을 통하여 증명하였다. 본 연구결과는 간성상세포 활성화 과정중 NNMT 의 조절이 간섬유화 예방 및 치료를 위한 새로운 표적이 될 수 있음을 시사한다.