포도당 수송체 4의 세포막 이동 검출법과 이를 이용한 바나듐 착화합물의 효능 평가

Abstract

인슐린 신호전달체계에 따라 세포내 포도당 흡수를 하기 위해 포도당 수송체 4(Glucose Transporter 4, GLUT4)를 세포내에서 세포막으로 이동시킨다. 염증관련 매개체들은 제 2형 당뇨(T2DM)에서 관찰되는 인슐린 저항(Insulin resistance, IR)상태를 야기시킨다. 비만으로 유도되는 IR 상태의 치료방법으로, 인슐린 mimetic 그리고 항염증 효능이 있는 합성물이 효과가 있을 것으로 판단된다. Vanadium oxo 복합체는 인슐린 mimetic 효능을 가지고 있는 것으로 알려져 있으며 트립타민, 피리독살 하이드로클로라이드는 항염증 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 이 세 가지 물질의 결합으로 인해 새로운 vanadyl-Schiff base 복합체(VOTP)가 합성되었다. 새로운 합성물인 VOTP가 인슐린 mimetic, 항염증 효능을 가지고 있는지 확인하기 위하여 GLUT4-myc-GFP 융합 단백질을 과다발현 시킨 CHO-K1 세포주를 사용하였다. GLUT4-myc-GFP 융합 단백질이 과다발현 된 CHO-K1 세포에 VOTP를 처리함으로써 세포막으로 이동되는 GLUT4의 정량적인 양을 전반사 형광(Total Internal Reflection Fluorescence, TIRF)현미경을 이용하여 관찰하였다. TIRF 이미지 결과는 VOTP가 항당뇨 물질로써 효과적으로 작용하는 것을 보여준다. VOTP는 c-Jun N-terminal kinase 1(JNK-1)의 비활성화와 인슐린 리셉터 기질(Insulin receptor substrate 1, IRS1)의 타이로신 인산화를 활성화하여, IR 상태일 때 인슐린 신호체계를 회복시킨다. VOTP에 의한 높은 수준의 Forkhead box O1(FOXO1) 인산화는 글루코오스신생합성을 줄어들게 하고, 글리코겐합성을 늘리게 된다. 본 연구를 통해 새로 합성된 물질인 VOTP는 인슐린 mimetic, 항염증 두 가지 효능을 가지고 있으며 나노 몰 범위에서도 효능을 가지고 있음을 확인하였다.