짧은 사슬 지방산 처리에 따른 폐 섬유아세포 활성 억제 연구

Abstract

섬유증은 지속적인 손상에 의해 상피세포가 재생되지 못하고 콜라겐 등의 물질이 축적되어 발생한다. 그 중에서도 폐 섬유증은 확실한 원인과 치료법이 밝혀지지 않았는데, 섬유증에서 중요한 역할을 하는 섬유아세포는 신체 내 결합 조직의 세포로 세포 외 기질의 구조 단백질인 콜라겐, 파이브로넥틴 등을 생산하여 세포 치유에 중요한 역할을 하지만 일부 밝혀지지 않은 이유로 활성화가 제어되지 않아 섬유화 반응을 일으키는 세포이다. 장내세균에 의해 생성되는 짧은 사슬 지방산 (Short Chain Fatty Acid, SCFA)은 식이섬유 대사의 부수산물로서 항 염증작용이 있는 물질로 알려져 있으며, 짧은 사슬 지방산은 천식에도 효과가 있다. 본 연구를 통해 우선 Transforming growth factor beta 1 (TGF-β1)을 이용한 인간 폐 섬유아세포 세포주 (MRC5)의 활성화 최적조건을 확립하였다. 확립한 TGF-β1에 의한 활성화 조건에서 3가지 SCFAs (C2, C3 그리고 C4) 중 C4 (Sodium butyrate)가 섬유아세포의 활성을 가장 강하게 억제함을 보였다. 또한 C4의 처리는 TGF-β1에 의한 미토콘드리아 elongation을 억제함 으로써 미토콘드리아 다이나믹스를 회복시켰다. 이러한 현상은 C4 처리에 의해 유도되는 막전위 활성화와 미토콘드리아 기능 조절에 중요한 PGC1a의 발현 증가와 관련이 있을 것으로 추정한다. 따라서 향후 연구에선 미토콘드리아 활성화와 관련된 대사체의 변화 관찰과 관련 유전자 발현 변화에 대한 추가적인 연구가 필요하다.|Pulmonary fibrosis is a chronic lung disease characterized by continuous damage that does not regenerate epithelial cells and excessive accumulation of extracellular matrix (ECM) and remodeling of the lung architecture. Until now, the effective treatments are absent and the precise mechanisms that drive fibrosis in most patients remain incompletely understood. Fibroblasts, which play an important role in fibrosis, are cells of connective tissues. They can differentiate into myofibroblast, which leads to excessive deposition of collagen proteins and progressive scarring. They play an important role in cell healing, but they are cells that cause fibrosis reactions because of uncontrolled activation by unknown reasons. Short chain fatty acid (SCFA) produced by intestinal bacteria is known to be anti-inflammatory substances as adjuvant of dietary fiber metabolism. Also, short chain fatty acids are effective for asthma. In this study, we first established the optimal conditions for the activation of human lung fibroblast cell line (MRC5) using Transforming Growth factor beta 1 (TGF-β1). In the activated conditions by TGF-β1, C4 (Sodium butyrate) of three SCFAs (C2, C3 and C4) showed the strongest inhibitory effects in myofibroblast differentiation of MRC4. In addition, C4 treatment restored mitochondrial dynamics by inhibiting mitochondrial elongation induced by TGF-β1 treatment. This phenomenon might be associated with the increase of PGC1a expression, which is important for the activation of membrane potential and mitochondrial function under the condition of TGF-β1 and C4 co-treatment. Therefore, further studies on changes in metabolites and related gene expression related to mitochondrial activation are needed.