어미 마우스의 고지방 식이 섭취가 어미의 간 증대 및 산화 스트레스와 자손의 지질 대사에 미치는 영향

Abstract

임신 및 수유기 모체의 영양 섭취 상태는 자손의 성장과 발달의 중요 요인으로 알려져 있다. 선행 동물 연구들에서 어미의 고지방 섭취가 자손의 비만과 인슐린 저항성, 비알코올성 지방간 (Non-alcoholic fatty liver disease) 등의 질환 발병에 영향을 주는 것으로 보고되고 있으나, 고지방 식이 제공기간, 고지방 식이의 지방 조성에 따라, 자손의 출생 체중, 간 지질, 혈중 지질 등의 지표 측정 결과가 연구마다 상이하게 보고되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 어미의 고지방 식이 섭취로 인한 어미와 자손의 생화학 지표 및 간 내 유전자 발현 변화를 측정하고, 어미와 자손의 대사 변화 간 상관관계 분석을 통해 세대간 영향을 확인하고자 하였다. 5주령의 암컷 C57BL/6 마우스를 임의로 대조 식이군 (CON

총 에너지 중 10% 지방)과 고지방 식이군 (HFD

총 에너지 중 45% 지방)으로 나누어 임신 3주전부터 실험 식이 제공을 시작한 후, 동일한 종 및 주령의 수컷 마우스와 교배하였으며, 임신기 및 수유기동안 동일한 식이를 유지하였다. 어미와 그 수컷 자손은 수유가 끝난 직후인 생후 21일에 희생하여 분석하였다. 고지방 식이 어미군은 희생 시 체중, 지방조직 무게, 혈청 중성지방 및 총 콜레스테롤에서 대조 식이 어미군에 비해 유의적으로 높은 값을 보였다. 간 지질의 경우 고지방 식이 어미군이 유의적으로 높은 중성지방 함량과 낮은 콜레스테롤 함량을 보였으며, 이와 관련하여 간 내 유전자 발현을 측정한 결과, 불포화 지방산 전환, 콜레스테롤 대사 관련 전사인자와 지단백질 수용체 및 스테롤 수송체 발현의 차이를 나타냈다. 특이적으로 본 연구에서는 고지방 식이군에서 대조 식이군 대비 낮은 간 무게가 관찰되었다. 임신기의 간 증대를 반영하는 간 내 총 DNA 함량과 단백질 함량을 측정한 결과, 고지방 식이를 섭취한 어미군에서 유의적으로 낮았다. 또한, 수유기동안 간 조직의 catch-up growth가 일어났는지를 확인하기 위해 세포증식 지표인 proliferating cell nuclear antigen와 세포 사멸 지표인 cleaved caspase-3의 단백질 발현 정도를 측정하였고, 군간의 유의미한 차이는 나타나지 않았다. 산화스트레스의 관점에서는, 혈청 및 간 내 2-Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) 측정을 통해 고지방 식이군에서 지질 과산화의 유의적인 증가를 확인하였고, 항산화 효소 유전자인 heme oxygenase-1과 p40phox의 발현이 대조 식이군에 비해 유의적으로 낮아짐을 확인하였다. 자손의 분석결과, 출생 체중과 해부 시 체중 및 뇌, 간 조직 무게는 차이를 보이지 않은 반면, 고지방 식이 자손군에서 지방의 상대 무게가 유의적으로 높게 나타났다. 고지방 식이 자손군에서 높은 혈중 콜레스테롤을 보였으며, 콜레스테롤 관련 전사 인자와 생합성 관련 효소의 유전자 발현은 차이를 보이지 않은 반면, 스테롤 수송체인 ATP-binding cassette sub-family G member 8에서 유의적으로 낮은 유전자 발현량을 보였다. 어미와 자손의 결과를 종합하여 상관관계 분석을 실시한 결과, 고지방 식이군의 자손에서 높게 나타난 혈중 총 콜레스테롤 수치가 어미의 상대 간 절대 무게와 음의 상관관계를 (r=-0.782, P=0.013), 어미의 간 TBARS와는 양의 상관관계 (r=0.699, P=0.036)을 나타냈다. 결론적으로, 본 연구에서는 고지방 식이를 섭취한 어미에서는 임신기 대사 요구량 충족을 위한 어미의 적절한 간 증대가 일어나지 않았으며, 증가된 간 내 산화 스트레스가 수유 직후의 자손의 혈중 콜레스테롤 상승에 영향을 주었을 것으로 사료된다.