비만 쥐 췌장의 조직 및 기능 연구 = Histological and functional study of the pancreas in obesity-induced rat
저자
발행사항
아산: 순천향대학교 대학원, 2021
학위논문사항
학위논문(석사)-- 순천향대학교 대학원 : 생명과학과 2021. 2
발행연도
2021
작성언어
한국어
주제어
DDC
660.6 판사항(23)
발행국(도시)
충청남도
형태사항
viii, 55 p.: 삽화, 도표; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김완종
단면인쇄임
참고문헌: p. 51-53
UCI식별코드
I804:44009-200000371709
소장기관
비만(obesity)은 고칼로리의 음식섭취와 활동 부족으로 인한 선천적인 문제 또는 유전적 요인으로 인해 체내에 지방이 비이상적으로 많은 질병이다. 비만이 지속될 경우 다양한 합병증을 유발하는데 고지혈증, 심혈관질환, 제 2형 당뇨병, 고혈압 등이 있다. 제 2형 당뇨병에서 고칼로리 섭취에 따른 혈당 포도당 수치 증가는 β세포의 인슐린분비를 촉진하고 β세포의 과부하로 인한 염증반응으로 호르몬 생성율이 저하되면 인슐린 저항성을 유발한다. 현재 인슐린 저항성과 β세포에 관련된 연구가 진행중이지만 다양한 비만 계산값에서 췌장 랑게르한스섬에 대한 연구자료는 충분하지 않다. 따라서 이번 연구는 SD rat을 고지방식이로 비만을 유발한 후 다양한 비만 계산공식을 적용해 비만율을 산출하고 각 비만율에 대한 췌장 랑게르한스섬의 상태를 조직학적으로 분석하기 위해 설계되었다.
실험방법은 60% 고지방사료를 3주 섭취한 흰쥐와 7주 섭취한 흰쥐의 체중과 체장을 측정해 비만율을 계산하였으며 희생 시 혈액과 췌장을 분리해 생화학적 분석과 다양한 조직학적 관찰을 하였다. 광학현미경 표본을 제작해 랑게르한스섬과 세포를 관찰, 면역조직화학법을 통해 insulin과 PCNA 관찰, 면역형광법을 통해 IL-6를 관찰하였다. 추가적으로 전자현미경표본제작을 통해 인슐린저항성 진행율에 대한 β세포의 상태를 확인하였다.
체중과 비만율을 측정한 결과, 체중은 고지방식이 전 대조군과 실험군은 평균 82 g으로 유사하였으나 5주령에는 16.1 g, 6주령 41.7 g, 7주령 39.8 g, 8주령 44.1 g, 9주령 57.2 g, 10주령 74 g, 11주령 88 g의 군별 체중 차이를 확인할 수 있었다. 비만율은 Rohrer index를 적용하였을 때, 고지방사료를 3주 섭취한 실험군은 34.4±2.9, 7주 섭취한 실험군 32.4±7.9, 3주의 대조군 30±1.6, 7주의 대조군 34.4±2.9이 계산되었다. Lee index를 적용하였을 때, 고지방사료를 3주 섭취한 실험군은 325.1±8.8, 7주 섭취한 실험군 318.8±22.8, 3주의 대조군 310.7±5.5, 7주의 대조군 307.1±16.3이 계산되었다. TM index를 적용하였을 때, 고지방사료를 3주 섭취한 실험군은 58.1±4.6, 7주 섭취한 실험군 56.7±12.8, 3주의 대조군 50.6±2.5, 7주의 대조군 50.4±7.9로 조사되었다.
혈액 생화학적 분석 결과, 혈청 내의 Total cholesterol (T-Chol)의 함량은 고지방사료를 3주째 섭취한 실험군은 58.2±12.9 mg/dL, 7주째 섭취한 실험군은 63±15.9 mg/dL, 고지방사료 섭취 3주째의 대조군 86±21.3 mg/dL, 7주째의 대조군은 69.4±11.5 mg/dL으로 측정되었다. triglyceride (TG)의 함량은 고지방사료 3주째 섭취한 실험군은 147.8±46.1 mg/dL, 7주째 섭취한 실험군은 326.8±176.6 mg/dL, 고지방사료 섭취 3주째의 대조군은 160.4±7 mg/dL, 7주째의 대조군은 193.6±14.2 mg/dL로 측정되었다. High density lipoprotein cholesterol (HDL chol)의 함량은 고지방 사료를 3주째 섭취한 실험군은 36.9±6.9 mg/dL, 7주째 섭취한 실험군은 37.2±10.5 mg/dL, 고지방사료 섭취 3주째의 대조군은 53.9±13 mg/dL, 7주째의 대조군은 46.1±7.8 mg/dL으로 확인되었다. Low density lipoprotein cholesterol (LDL chol)의 함량은 고지방 사료를 3주째 섭취한 실험군은 15.3±4.5 mg/dL, 7주째 섭취한 실험군은 17.6±4.9 mg/dL, 고지방사료 섭취 3주째의 대조군은 23.6±6.6 mg/dL, 7주째의 대조군은 18.4±3.2 mg/dL으로 측정되었다.
광학현미경표본을 제작하여 고지방사료 섭취기간에 따른 두 그룹의 췌장 랑게르한스섬을 비교한 결과, 혈관 형성은 3주차 대조군 1.3±0.6%, 7주차 대조군 1.3±0.6%, 3주차 실험군 3.1±0.7%, 7주차 실험군 8.6±2.8%로 고지방식이의 실험군은 대조군보다 혈관신생이 많이 이루어진 것이 확인되었다. 또한 고지방식이 3주차보다 7주차에서 더 많은 혈관이 관찰되었다.
Insulin의 발현을 확인하기 위해 면역조직화학으로 비교한 결과, 모든 실험군과 대조군에서 insulin의 발현을 확인할 수 있었다. 고지방식이의 실험군이 대조군보다 많은 양의 insulin 발현 양상을 확인할 수 있었다. 실험군 중 7주 동안 고지방식이를 한 실험군이 3주보다 10.4% 많은 양의 insulin을 발현한 것으로 관찰됐다.
IL-1의 발현을 확인하기 위해 면역형광법으로 비교한 결과, 대조군은 5% 내외로 소량 확인되었고 실험군은 30% 이상의 양이 확인되었다. 고지방 사료를 7주 섭취한 실험군 44.7±5.1%, 3주 섭취한 실험군 31.5±2.5%으로 7주의 실험군이 가장 많은 양의 IL-1 발현한 것을 확인했다.
전자현미경 표본 제작 후 관찰 결과, 대조군은 모두 핵이 매끈한 타원형이며 3 um범위 내의 인슐린과립을 계수했을 때 고지방식이 3주째와 7주째의 대조군은 7.5±2.1 개, 6.5±2.5 개로 적은 양이 관찰되었다. 고지방식이 3주째의 실험군은 대조군과 큰 차이를 확인할 수 없었으나 7주째의 실험군은 핵이 불규칙한 모양을 형성하였고 인슐린 과립은 3주째의 실험군은 11.5±1.1 개, 7주째의 실험군은 13.8±2.6 개로 많은 양의 인슐린과립이 관찰되었다.
비만 지수와 실험결과들을 종합하였을 때, insulin의 분비는 비만 지수와 관계성이 적고 체중에 비례하여 점차적으로 상승 발현하는 것이 확인되었다. 췌장 랑게르한스섬은 Rohrer index 32.4±7.9, Lee index 318.8±22.8, TM index 56.7±12.8의 비만지수에서 급격한 혈관확장을 확인했으며, 염증정도는 Rohrer index 34.4±2.9, Lee index 325.1±8.8, TM index 58.1±4.6의 수치에서 많은 양이 증가되었다. β세포의 괴사는 염증이 급증하기 전 Rohrer index 32.4±7.9, Lee index 318.8±22.8, TM index 56.7±12.8의 수치에서부터 관찰되기 시작하였다. 즉, Rohrer index > 30, Lee index > 310, TM index > 50의 값이 비만으로 판단되 지만 췌장의 내분비부가 영향을 받는 실질적인 비만지수는 Rohrer index > 32.4±7.9, Lee index > 318.8±22.8, TM index > 56.7±12.8 으로 판단된다.
결론적으로, Rohrer index 수치가 32.4±7.9 이상, Lee index 수치가 318.8±22.8 이상, TM index 수치가 56.7±12.8 이상의 수치에서의 비만이 췌장의 내분비부의 기능과 구조에 변화를 야기하는 것으로 판단되었다.
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