(The) protective role of retinoic acid receptor-related orphan receptor α against progression of non-alcoholic steatohepatitis

Abstract

비알코올성 지방간염 (NASH)은 식습관이나 유전적 결함에 의해 간 내 과잉의 지방축적에서 기인한 지방간, 지속적인 염증과 간 섬유화를 특징으로 하는 대사성 간 질환이다. NASH의 발병과 악화에는 산화 스트레스와 염증이 중요한 원인으로 알려져 있다. Retinoic acid-related orphan receptor α (RORα)는 다양한 대사와 생리학적인 경로에 관여하는 핵 수용체로서, 신경계에서는 산화 스트레스와 염증에 관여하는 것으로 보고된 바 있지만, 간에서의 기능에 대한 연구는 미미하다. 이에 본 논문에서는 RORα가 산화 스트레스 조절 효소의 활성과 염증성 사이토카인의 발현에 미치는 영향을 분석하고 in vivo mouse NASH 모델에서 검증하고자 했다. 먼저, 간암세포주인 HepG2와 Primary Hepatocytes을 RORα의 리간드인 Cholesterol sulfate (CS)로 처리하거나 RORα가 과발현 되었을 때, 활성 산소를 제거하는 효소인 Superoxide dismutase 2 (SOD2)와 Gluthathione peroxidase 1 (GPx1)의 전사와 발현이 증가하였다. SOD2와 GPx1의 프로모터를 분석한 결과, RORα가 이들 프로모터에 직접 결합하여 전사를 활성화시킨다는 것을 알았다. 또한, Cytochrome P450 2E1 (Cyp2E1)의 발현 변화와 Malondialdehyde (MDA)의 양을 측정함으로써 lipid peroxidation이 RORα의 과발현에 의해서 감소되는 것을 확인하였다. Kupffer cells과 Hepatocytes를 분리 배양하여 염증성 사이토카인인 Tumor necrosis factor α (TNFα)로 처리하였을 때, RORα의 과발현에 의해 염증성 사이토카인인 TNFα, IL-8, IL-1β의 유도가 억제되었다. 마지막으로, NASH를 유도하는 MCD 식이요법을 시행하고 RORα의 합성 리간드인 JC1-40 화합물을 경구 투여하였을 때, 산화 스트레스와 염증 지표들이 감소됨을 확인하였다. 이와 같은 연구 결과로서, 간에서 RORα는 항산화 효소의 활성화와 염증 사이토카인 분비의 억제를 통해 산화 스트레스와 염증을 완화시킴을 알 수 있었고, 앞으로 RORα의 리간드로 비알코올성 지방간염의 치료에 응용할 수 있을 것으로 기대한다.

Non-alcoholic steatohepatitis (NASH) induced by over-nutrition, obesity or genetic disorder is a metabolic liver disease characterized by steatosis, inflammation, oxidative stress and fibrosis. Oxidative stress and inflammation are significant causes about progression and exacerbation of NASH. The retinoic acid receptor-related orphan receptor α (RORα) has a variable role to regulate metabolism and physiological pathway, especially in oxidative stress and inflammation in neuron. However, a function of RORα about regulating oxidative stress and inflammation in liver is obscure. This study revealed that RORα decreased intracellular ROS level with regulating oxidative stress scavenging enzymes and expression of inflammatory cytokines, resulting in attenuation of non-alcoholic steatohepatitis in vivo mouse model. First, we identified that RORα overexpression and cholesterol sulfate, activator of RORα, increased transcription and expression of SOD2 (Superoxide disumtase 2) and GPx1 (Glutathione peroxidase 1). As a result of analysing SOD2 and GPx1 promoter, RORα bound to RORα response element in the SOD2 and GPx1 promoter, enhancing transctiption of SOD2 and GPx1. Also, the activation of RORα suppressed that lipid peroxidation by detection change of Cytochrome P450 2E1 (Cyp2E1) expression level and malondialdehyde (MDA). Furthermore, we found that RORα significantly suppressed induction of pro-inflammatory cytokines such as tumor necrosis factor α (TNFα), IL-8 and IL-1β that enhanced by treatment of TNFα in the rat primary kupffer cells and hepatocytes, respectively. Finally, we confirmed that synthesized thiourea derivatives JC1-40 that activated RORα, decreased hepatic oxidative stress and inflammation in the MCD diet induced mice. In summary, these results suggest that RORα could be a target for new therapeutic approaches to prevent NASH via activation of antioxidant enzymes and suppression of pro-inflammatory cytokines.