Object: 소포체스트레스는 인슐린 저항성 유발에 매우 중요한 요인 중 하나이며 제2형 당뇨병 유발에 중추적 역할을 한다. 철 대사는 산화 환원 균형, 염증 및 신진 대사를 비롯한 많은 생리적 과정에서 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 최근 철 대사가 인슐린 저항성에 중요한 역할을 하고 있으며 철 대사 이상이 인슐린 저항성과 연관성이 있음이 보고되었다. 그러나 골격근에서 소포체스트레스에 의한 인슐린 저항성에서 철대사의 역할은 잘 연구되지 않았다. 본 연구에서는 인간 골격근 세포를 이용하여 소포체스트레스에 의해 유발 된 인슐린 저항성에서 철대사의 중요성과 분자적 기전을 연구하였다.
Methods: 근육세포의 철은 calcein AM으로 측정 하였다. 철 대사 관련 유전자들은 Western blot과 qRT-PCR로 분석하였다. 세포내 철 보충제인 Palmitic acid, FeSO4, FeCl3와 철 킬레이터인 DFO, DS를 처리하고 인슐린 신호에 미치는 영향을 조사하였다.
Results: Tunicamycin, Thapsigargin 또는 Palmitate은 소포체스트레스를 유도하며 인슐린 저항성을 유발하였고, 동시에 세포내 철을 증가시켰다. 철 킬레이터인 DFO는 유의성 있게 소포체스트레스 유도제에 의해 유발 된 인슐린 저항성을 억제하였고, 철 공여자는 JNK의 활성화를 통해 근육세포에서 인슐린 감수성을 손상시켰다. 소포체스트레스 유도제는 tfR1의 단백질 수준의 변화를 유도하지 않았으나 철 대사 관련 유전자인 tfR1을 siRNA를 통해 억제한 경우 소포체스트레스 유도제에 의한 인슐린 저항성이 회복이 되었다. 또한 tfR1의 발현을 조절하는 IRP2의 knockdown은 세포내 철을 감소시키고 소포체스트레스 유도제에 의한 인슐린 저항성을 유의성 있게 회복하였다.
Conclusion: 본 연구에서는 근육세포에서 소포체스트레스 유도제는 세포내 철 대사 이상을 초래해 과도한 철 흡수를 유도하고 인슐린 저항성을 일으킨다는 것을 확인하였고, 철 킬레이트 화합물로 세포 내 철을 감소시키면 인슐린 저항성이 유의하게 감소됨을 밝혔다. 그러므로 본 연구는 철 대사 이상 교정이 인슐린 저항성 치료 전략으로 사용될 수 있다는 가능성을 밝힌 연구라 할 수 있다.