AhR에 의한 간세포의 자식작용 조절

Abstract

자식작용 (autophagy)은 세포질 성분을 분해해 세포 내 에너지 균형과 항상성 유지에 기여한다. 간에서 자식작용의 불균형은 여러 대사질환의 원인으로 지목된다. Aryl hydrocarbon receptor (AhR)은 간에서 생체이물대사를 조절하는 주요 핵 수용체로 알려져 있으며, 최근 AhR 유전자 변형 마우스 모델을 통해 다양한 대사질환과 연관됨이 보고되었다. 하지만 아직까지 자식작용을 제어하는 조절자로서 AhR의 역할에 대해서는 연구된 바가 없다. 본 연구는 간에서 자식작용을 제어하는 핵심 조절자로서 AhR을 제시하였다. AhR이 자식작용에 관여하는지를 파악하고, 자식작용을 조절하는 분자적 기전을 규명하고자 하였다. AhR이 자식작용에 미치는 영향을 확인하기 위해 간세포에 리간드를 처리하였고, LC3 단백질과 mCherry-GFP-LC3 형광변화 관찰을 통해 자식작용의 감소를 확인하였다. 또한 AhR의 활성화는 에너지 대사의 센서 단백질로서 자식작용을 촉진하는 AMPK의 활성을 감소시키는 것으로 나타났다. AhR 발현 벡터의 과발현과 siRNA를 이용한 반전 실험을 통해서 리간드에 의한 자식작용 억제현상과 AMPK의 활성감소가 AhR을 매개한 반응이라는 것을 규명하였다. AMPK는 T172의 인산화를 통해 활성이 증가한다. AMPK T172의 인산화는 인산화효소와 탈인산화효소의 균형에 의해 조절된다. 본 연구에서는 AhR이 Protein phosphatase-2A (PP2A)의 B subunit isoform 중 PPP2R2D의 발현을 mRNA 수준에서 선택적으로 증가시킨다는 것을 밝혔다. 또한, 크로마틴 면역침강법을 통해 AhR이 직접 PPP2R2D의 프로모터에 결합한다는 것을 증명하였다. 간질환 모델에서 AhR의 자식작용 조절이 미치는 영향에 대해 탐구해보고자 만성적 알코올 섭취에 의한 알코올성 간질환을 대표하는 Lieber-Decarli 식이 마우스 모델을 사용하였다. Control 식이 마우스에 비해 Lieber-Decarli 식이 마우스에서 간 조직 내 Kynurenine의 농도가 유의적으로 증가되어 있음을 확인하였고, 이와 함께 AhR 활성화에 의한 PPP2R2D의 발현증가를 관찰할 수 있었다. 본 연구는 간세포에서 AhR의 활성화는 자식작용을 억제하며, 이 과정에서 PP2A B subunit의 발현을 조절하여 에너지 센서 단백질인 AMPK의 활성을 억제한다는 것을 새롭게 규명하였다. 또한 Lieber-Decarli 식이 마우스 모델에서 알코올성 간질환과 AhR의 상관성을 제시하여, 알코올성 간질환의 병리기전에 대한 주요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.