원저 : Adipose Differentiation-Related Protein (ADRP)이 골격근의 포도당 수송에 미치는 영향 = Effect of Adipose Differentiation-Related Protein (ADRP) on Glucose Uptake of Skeletal Muscle

국문 초록 (Abstract)

연구배경: 골격근은 양적으로 인슐린저항성의 가장 중요한 조직이다. 최근의 연구결과들은 골격근 내의 지질 축적에 따라 인슐린저항성이 증가하는 것을 보여주고 있다. 이에 따라 골격근의 지질수송, 저장 및 대사에 관여하는 단백질들이 인슐린작용에 미치는 영향에 대한 관심도 증가되고 있다. Adipose differentiation-related protein (ADRP)는 lipid droplet의 표면에 존재하는 단백질의 하나로 peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ)에 의해 조절되며 인슐린저항성과 관련이 있을 것으로 주목 받고 있으나 골격근에서 ADRP가 포도당 대사에 대해 어떤 역할을 하는지는 잘 알려져 있지 않다. 방법: db/db 마우스의 골격근에서 ADRP의 발현을 조사하고 PPARγ agonist투여 후의 ADRP의 발현의 변화를 비교하였다. 또한, 사람의 골격근 세포를 배양하여 PPARγ agonist 혹은 고지방배지를 처리하였을 때 ADRP의 발현을 조사하고, siRNA를 이용하여 ADRP를 knockdown 혹은 아데노바이러스를 이용하여 과발현 시킨 후 포도당 수송의 변화를 측정하였다. 결과: db/db 마우스는 정상 대조군에 비해 골격근에서 ADRP의 발현이 증가되어 있었으며, PPARγ agonist를 처리하면 더욱 증가하는 경향을 보였다. 또한 사람의 근육세포에서도 PPARγ agonist 혹은 고지방배지 처리에 의해 ADRP의 발현이 증가함을 확인하였다. ADRP를 knockdown 시키면 기저 및 인슐린 자극에 의한 포도당 수송이 유의하게 감소하였으며, 과발현 시키면 유의하게 증가하였다. 결론: ADRP는 고지방에 노출된 경우 혹은 PPARγ agonist에 의해 골격근에서 발현이 증가되며, 증가된 ADRP는 골격근으로의 포도당 수송능을 증가시키는 효과를 보였다. 이는 골격근에서 PPARγ 활성화가 직접적으로 인슐린감수성을 개선시키는 한 가지 기전으로 생각되며, 또한 세포 내 지방 축적 시 인슐린저항성을 유도하는데, 이때 ADRP가 세포 내 지방으로부터 보호하는 역할을 하는 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Background: Skeletal muscle is the most important tissue contributing to insulin resistance. Several studies have shown that accumulation of intramyocellular lipid is associated with the development of insulin resistance. Thus, proteins involved in lipid transport, storage and metabolism might also be involved in insulin action in skeletal muscle. Adipose differentiation-related protein (ADRP), which is localized at the surface of lipid droplets, is known to be regulated by peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ). However, it is not known whether ADRP plays a role in regulating glucose uptake and insulin action in skeletal muscle. Methods: ADRP expression in skeletal muscle was measured by RT-PCR and western blot in db/db mice with and without PPARγ agonist. The effect of PPARγ agonist or high lipid concentration (0.4% intralipos) on ADRP expression was also obtained in cultured human skeletal muscle cells. Glucose uptake was measured when ADRP was down-regulated with siRNA or when ADRP was overexpressed with adenovirus. Results: ADRP expression increased in the skeletal muscle of db/db mice in comparison with normal controls and tended to increase with the treatment of PPARγ agonist. In cultured human skeletal muscle cells, the treatment of PPARγ agonist or high lipid concentration increased ADRP expression. siADRP treatment decreased both basal and insulin-stimulated glucose uptake whereas ADRP overexpression increased glucose uptake in cultured human skeletal muscle cells. Conclusion: ADRP expression in skeletal muscle is increased by PPARγ agonist or exposure to high lipid concentration. In these conditions, increased ADRP contributed to increase glucose uptake. These results suggest that insulin-sensitizing effects of PPARγ are at least partially achieved by the increase of ADRP expression, and ADRP has a protective effect against intramyocellular lipid-induced insulin resistance. (Korean Diabetes J 33:206-214, 2009)