KR20210051381A - Composition for treating metabolic diseases comprising thrap3 as active ingredient - Google Patents

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울산과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a composition for treating metabolic diseases containing Thrap3 as an active component, wherein Thrap3 binds to PPAR-α in the liver, and the composition for treating metabolic diseases containing Thrap3 as an active component can provide an effect of improving glucose and lipid metabolism in the liver by specifically binding to PPAR-α and regulating transcriptional activity thereof. In addition, the composition for treating metabolic diseases containing Thrap3 as an active component can be usefully used to treat metabolic diseases such as obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular diseases, and hyperlipidemia.

Description

Thrap3을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 치료용 조성물{COMPOSITION FOR TREATING METABOLIC DISEASES COMPRISING THRAP3 AS ACTIVE INGREDIENT}A composition for treating metabolic diseases containing Thrap3 as an active ingredient {COMPOSITION FOR TREATING METABOLIC DISEASES COMPRISING THRAP3 AS ACTIVE INGREDIENT}

본 발명은 Thrap3을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 치료용 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 Thrap3을 유효성분으로 포함하고 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하는 것을 특징으로 하는 대사성 질환 치료용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for treating metabolic diseases comprising Thrap3 as an active ingredient, and more specifically, to a composition for treating metabolic diseases, comprising Thrap3 as an active ingredient, and wherein Thrap3 binds to PPAR-α in the liver. About.

퍼옥시좀(peroxisome)은 이러한 대사기능 이상의 원인이 되는 세포 내 소기관 중 하나로 오랫동안 세포 기능상에 있어 미비한 역할을 하는 것으로 여겨져 왔으나 최근의 많은 연구를 통해 간과 신장에 풍부하게 존재하고 세포증식 및 분화의 조절, 염증 매개체들의 조절 등에 있어 중요한 역할을 담당하며, 또한, 산소, 포도당, 지질 및 호르몬의 대사에도 폭 넓은 영향을 가지는 것으로 보고 되고 있다. 지질대사와 포도당대사를 통하여 퍼옥시좀은 인슐린 민감성뿐만 아니라 세포막과 비만세포(adipocyte) 형성에 영향을 주고 산화적 스트레스에 대한 영향을 통해서 노화와 종양형성에서도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.Peroxisome is one of the organelles in the cells that cause this metabolic abnormality, and it has long been considered to play an insufficient role in cell function. However, through many recent studies, it is abundantly present in the liver and kidney and regulates cell proliferation and differentiation. , It plays an important role in the regulation of inflammatory mediators, and has been reported to have a wide effect on the metabolism of oxygen, glucose, lipids, and hormones. Through lipid metabolism and glucose metabolism, peroxisomes are known to play an important role in aging and tumor formation through not only insulin sensitivity, but also cell membranes and adipocyte formation, and through the influence of oxidative stress.

퍼옥시좀 증식인자(peroxisome proliferator)는 퍼옥시좀을 수적으로 증가시킬 수 있는 화합물을 일컫는다. 여기에는 지방과 지방산, 고지혈증 치료제인 피브레이트 (fibrate), 프로스타글란딘 (prostaglandin) 등이 속한다. 이러한 퍼옥시좀 증식인자를 리간드로 하는 핵 전사인자 수용체를 총칭하여 퍼옥시좀 증식인자 활성화 수용체(peroxisom proliferator activated receptor, 이하 "PPAR"이라 함)라고 부른다.Peroxisome proliferator refers to a compound capable of increasing the number of peroxisomes. These include fats and fatty acids, fibrate, and prostaglandin, which are treatments for hyperlipidemia. The nuclear transcription factor receptor, which has such a peroxisome growth factor as a ligand, is collectively referred to as a peroxisom proliferator activated receptor (hereinafter referred to as "PPAR").

지난 10여년 동안 퍼옥시좀 증식인자 활성화 수용체라는 핵 호르몬 수용체가 여러 질환들의 약리학적 접근으로서 좋은 표적이 될 것이라는 보고가 있다. 퍼옥시좀 증식인자 활성화 수용체는 크게 PPAR-α, PPAR-δ/β, PPAR-γ로 나뉘는데, PPAR-α는 주로 간에서 발현되고 지방산의 산화나 독성물질의 중화에 관여하며 염증 반응과 연관이 있고, PPAR-α의 자외선에 의한 염증매개체의 생성 억제와 홍반 생성 억제가 알려져 있다. PPAR-γ는 지방세포를 비롯한 몇몇 세포의 분화 및 지방 축적에 관여하는 것으로 알려져 있다. PPAR-δ/β는 아직까지 그 생리학적 기능이 잘 밝혀져 있지는 않지만, 생체 내에 고루 분포되어 있고 배아의 착상(embryo implantation)에 관여하는 것으로 보고되었다. 이와 같은 PPARs 각각의 독특한 역할들은 서로 다른 리간드와의 결합에 의해 나타나는 것으로 보인다.Over the past decade, it has been reported that nuclear hormone receptors called peroxisome growth factor activating receptors will be good targets as a pharmacological approach for various diseases. Peroxisome growth factor activating receptors are largely divided into PPAR-α, PPAR-δ/β, and PPAR-γ. PPAR-α is mainly expressed in the liver and is involved in oxidation of fatty acids or neutralization of toxic substances, and is associated with inflammatory reaction In addition, it is known that PPAR-α inhibits the production of inflammatory mediators and erythema by ultraviolet rays. PPAR-γ is known to be involved in the differentiation and fat accumulation of several cells, including adipocytes. Although the physiological function of PPAR-δ/β has not been well elucidated, it has been reported that it is evenly distributed in the living body and is involved in embryo implantation. The unique roles of each of these PPARs appear to be manifested by binding to different ligands.

PPAR-α는 주로 에이코사노이드(eicosanoids), 카바프로스타사이클린 (carbaprostacyclin), 피브레이트류 및 비스테로이드성 항염증 의약품 (nonsteroidal anti-inflammatory drugs, NSAID)에 의해 그 활성이 유도된다. 또한, PPAR-γ는 당뇨병 치료제인 티아졸리딘디온(thiazolidinediones, TZDs)에 특이적으로 결합하고, 프로스타글란딘(prostaglandin)의 대사산물인 15-데옥시 -△12.14-프로스타글란딘 J2 (PGJ2), 불포화 지방산(polyunsaturated fatty acid) 및 상기 NSAID에 의해 그 활성이 유도된다. 특히 PPAR-α가 지질대사, 염증 및 동맥경화증을 조절한다는 보고가 있으며 최근에는 염증, 동맥경화증, 비만 및 암 등을 개선시키고 치료하는 일종의 표적 단백질로서 PPARα에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.PPAR-α is mainly induced by eicosanoids, carbaprostacyclin, fibrates, and nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs). In addition, PPAR-γ specifically binds to thiazolidinediones (TZDs), a therapeutic agent for diabetes, and is a metabolite of prostaglandin, 15-deoxy -△ 12.14 -prostaglandin J2 (PGJ2), unsaturated fatty acids ( polyunsaturated fatty acid) and the NSAID. In particular, it has been reported that PPAR-α regulates lipid metabolism, inflammation and arteriosclerosis. Recently, many studies on PPARα as a kind of target protein for improving and treating inflammation, arteriosclerosis, obesity, and cancer have been conducted.

대사성 질환(metabolic disease 또는 metabolic syndrome)은 비만(obesity), 제2형 당뇨병(type2 diabetes), 고혈압(hypertension), 심장혈관 질환(cardiovascular disease) 및 고지혈증 등의 특징을 나타내면서 급격히 확산되고 있다. 이들 대사성 질환은 과도한 지질 섭취와 운동 부족으로 인한 지질 항상성의 이상과 깊은 연관이 있다. 최근 연구에서는 지방세포와 근육세포에서 PPAR-α의 활성을 인위적으로 활성화시키는 경우 지방산 산화와 에너지 소비에 관여하는 유전자들의 발현이 증가된다고 보고하고 있다.Metabolic disease (metabolic disease or metabolic syndrome) is rapidly spreading, showing characteristics such as obesity, type 2 diabetes, hypertension, cardiovascular disease, and hyperlipidemia. These metabolic disorders are deeply associated with abnormal lipid homeostasis due to excessive lipid intake and lack of exercise. Recent studies have reported that when PPAR-α activity is artificially activated in adipocytes and muscle cells, the expression of genes involved in fatty acid oxidation and energy consumption is increased.

비만은 유전적 요인, 환경적 요인, 정신적 요인 또는 식사습관 및 운동부족 등의 생활습관 등에 의하여 인체 내 에너지 밸런스가 무너져 생기는 질환을 의미한다. 비만 환자 수는 지속적으로 증가하고 있는 추세이고, 최근 세계보건기구는 전 세계 성인 가운데 10억 명 이상아 과체중이고, 이들 가운데 최소한 3억 명이 비만에 속한다고 보고한 바 있다. 비만은 특히 다른 질병에 비해 유병률과 사망률이 높으며, 다양한 성인병의 합병증과 관련이 있는 것으로 밝혀지고 있다. 예를 들어, 비만 환자는 정상체중인 사람에 비하여 당뇨병 질환의 경우 4배 정도 사망률이 높으며, 간병경증의 질환의 경우 2배, 뇌혈관질환의 경우 1.6배 및 관상동맥질환의 경우 1.8배 정도 사망률이 높은 것으로 보고되어 있다. 현재 식이요법, 운동요법 및 이뇨제, 설사제 등을 포함한 약물요법이 다양하게 시도되고 있으나, 영양불균형, 면역력 저하 및 우울증 등 부작용의 발생에 일시적이고 한정적으로 사용이 제한되고 있는 실정이다.Obesity refers to a disease caused by the loss of energy balance in the human body due to genetic factors, environmental factors, mental factors, or lifestyle habits such as diet and lack of exercise. The number of obese patients continues to increase, and the World Health Organization recently reported that more than 1 billion children are overweight among adults around the world, and at least 300 million of them are obese. Obesity, in particular, has a higher prevalence and mortality than other diseases, and has been found to be associated with complications of various adult diseases. For example, obese patients have a mortality rate of about 4 times higher in diabetic disease than those in normal weight, 2 times in case of mild hepatic disease, 1.6 times in cerebrovascular disease, and 1.8 times in case of coronary artery disease. It is reported to be high. Currently, diet, exercise therapy, and drug therapy including diuretics, laxatives, and the like are being tried in a variety of ways, but the use of it is limited temporarily and limitedly to the occurrence of side effects such as nutritional imbalance, immunity reduction, and depression.

특히 실험용 비만 쥐에게 PPAR-α에 대한 리간드 또는 아고니스트(agonist)를 처리한 결과, 지질 축적이 감소하는 것을 보고하고 있다(Wang Y.X. et al., Cell, 113: 159, 2003). 또한, 가장 잘 알려진 PPARα의 리간드인 Wy14,643은 사람의 대사과정에서 트리글라이세라이드(triglyceride, TG)와 혈액 콜레스테롤 수치를 감소시키는 반면, 장과 간에서 고농도 지질단백질(high density lipoprotein, HDL)의 리모델링과 콜레스테롤 유출을 활성적으로 조절하는 것으로 알려져 있다(Caroline Duval et al..Biochemicaet Biophtsica Acta, 1771: 961-971, 2007). 이외에도 PPAR-α의 리간드는 ABCA1경로를 자극시켜 혈관으로부터 콜레스테롤 제거를 촉진하면서 기능장애 형성을 감소시키는 것으로 알려져 있다(Chinetti et al. Nat Med 7: 53- 58, 2001). In particular, it has been reported that lipid accumulation is decreased as a result of treatment with a ligand or agonist for PPAR-α in experimental obese mice (Wang Y.X. et al., Cell, 113: 159, 2003). In addition, Wy14,643, the most well-known PPARα ligand, reduces triglyceride (TG) and blood cholesterol levels in human metabolism, while high density lipoprotein (HDL) in the intestine and liver. It is known to actively regulate cholesterol remodeling and cholesterol outflow (Caroline Duval et al.. Biochemicaet Biophtsica Acta, 1771: 961-971, 2007). In addition, it is known that the ligand of PPAR-α stimulates the ABCA1 pathway, promotes cholesterol removal from blood vessels, and reduces the formation of dysfunction (Chinetti et al. Nat Med 7: 53-58, 2001).

또한, PPAR-α에 대한 특이 리간드인 피브레이트(fibrate)들은 대사 증후군을 가진 고인슐린증 환자에서 공복시 인슐린 농도와 포도당 농도를 낮춤으로써 PPAR-α가 포도당 항상성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 또한, PPAR-α 지질 대사에 관련된 Apo A-I과 A-II는 HDL의 주요 단백질로서 조직에 있는 과량의 콜레스테롤을 간으로 이동시켜 혈관질환을 예방하는 효과를 나타내는데 PPAR-α가 Apo A-I과 A-II 유전자의 발현을 증가시켜 HDL 농도를 높임으로써 동맥경화의 발병률을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다(Stael B. et al.,Circulation 98: 2088-2093, 1998). In addition, fibrates, which are specific ligands for PPAR-α, are known to be involved in glucose homeostasis by lowering fasting insulin and glucose concentrations in hyperinsulinic patients with metabolic syndrome. In addition, Apo AI and A-II related to PPAR-α lipid metabolism are major proteins of HDL, and show the effect of preventing vascular disease by moving excess cholesterol in tissues to the liver. PPAR-α is Apo AI and A-II. It is known to decrease the incidence of arteriosclerosis by increasing the HDL concentration by increasing the expression of the gene (Stael B. et al., Circulation 98: 2088-2093, 1998).

이러한 연구 보고들을 통하여 PPAR-α는 지방 분해에 폭넓게 관여하고 비만에 의한 대사성 질환의 중요한 표적 단백질인 것을 알 수 있다. 더 나아가 PPAR-α의 리간드는 상기 대사성 질환의 치료제로서의 높은 가능성을 가질 수 있다. 다만, PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 인자들에 대한 연구는 아직 다양하게 밝혀지지 않은 실정이다.Through these research reports, it can be seen that PPAR-α is widely involved in lipolysis and is an important target protein for metabolic diseases caused by obesity. Furthermore, the ligand of PPAR-α may have a high potential as a therapeutic agent for the metabolic disease. However, studies on factors that regulate the transcriptional activity of PPAR-α have not yet been identified in various ways.

한편, 인슐린은 췌장의 베타세포에서 분비되는 펩타이드로서 체내의 혈당을 조절하는데 매우 중요한 역할을 담당하는 물질이다. 이러한 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않아 혈중 포도당의 농도가 높아지는 대사질환을 당뇨병이라 한다. 췌장에서 인슐린을 분비하지 못하여 혈당이 상승하는 경우를 제1형 당뇨병이라고 하며, 인슐린이 제대로 분비되지 않거나 분비된 인슐린이 체내에서 제대로 작용하지 못하여 체내의 혈당이 조절되지 못하고 상승하는 경우를 제2형 당뇨병이라고 한다. 제1형 당뇨병의 경우에는 인슐린의 투여가 필수적으로 요구되는 반면에, 제2형 당뇨병의 경우 화학물질을 주성분으로하는 경구용 혈당 강하제를 이용하여 치료를 하며 일부 환자에는 인슐린을 사용하여 치료하기도 한다. On the other hand, insulin is a peptide secreted from the beta cells of the pancreas and is a substance that plays a very important role in regulating blood sugar in the body. Diabetes is a metabolic disease in which the concentration of glucose in the blood increases due to insufficient secretion of insulin or the normal functioning. Type 1 diabetes is a case where the pancreas cannot secrete insulin and blood sugar rises, and type 2 is when insulin is not secreted properly or the secreted insulin does not work properly in the body and the blood sugar in the body is not controlled and rises. It is called diabetes. In the case of type 1 diabetes, the administration of insulin is indispensable, whereas in the case of type 2 diabetes, an oral hypoglycemic agent based on a chemical substance is used for treatment, and some patients are treated with insulin. .

제2형 당뇨병에서 인슐린 분비에는 이상이 없기 때문에 인슐린 비의존성 당뇨병(non-insulindependent diabetes mellitus)이라고도 한다. 제2형 당뇨병은 고열량·고단백 식단 섭취 및 운동 부족으로 인한 비만과 복합적으로 나타나는 경우가 많으며, 그 외에 유전적 요인, 감염, 특정 약제, 췌장 수술 등에 의해서도 발생할 수 있다. 현재 제2형 당뇨병에 대한 치료는 식단을 변경하고 운동을 하는 생활 습관 교정을 통해 체중을 감소시키는 것이 최선으로 여겨지고 있다. 그 외에 경우에 따라 인슐린 감수성 개선제와 같은 약물이 투여된다. 그러나 현재까지 제2형 당뇨병을 직접적으로 치료할 수 있는 마땅한 치료제 또는 치료 방법은 개발되지 않고 있는 실정이다.Because there is no abnormality in the secretion of insulin in type 2 diabetes, it is also called non-insulindependent diabetes mellitus. Type 2 diabetes is often combined with obesity due to intake of high-calorie and high-protein diets and lack of exercise, and can also be caused by genetic factors, infections, certain drugs, and pancreatic surgery. Currently, the best treatment for type 2 diabetes is to lose weight through diet changes and exercise lifestyle corrections. In addition, in some cases, drugs such as insulin sensitivity improving agents are administered. However, until now, no suitable therapeutic agent or treatment method that can directly treat type 2 diabetes has been developed.

따라서 본 발명자는 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 새로운 억제제로서, 티로이드 호르몬 수용체 관련 단백질(thyroid hormone receptor-associated protein, 이하 "Thrap3"이라 함)이 PPAR-α에 특이적으로 결합하여 전사 활성을 조절함으로써 간에서 당과 지질 대사에 영향을 미치는 것을 바탕으로 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors are a novel inhibitor that modulates the transcriptional activity of PPAR-α, and a thyroid hormone receptor-associated protein (hereinafter referred to as "Thrap3") specifically binds to PPAR-α to activate transcription. The present invention was completed on the basis of affecting sugar and lipid metabolism in the liver by controlling it.

Wang Y.X. et al., Cell, 113: 159, 2003 Wang Y.X. et al., Cell, 113: 159, 2003 Caroline Duval et al..Biochemicaet Biophtsica Acta, 1771: 961-971, 2007 Caroline Duval et al.. Biochemicaet Biophtsica Acta, 1771: 961-971, 2007 Chinetti et al. Nat Med 7: 53- 58, 2001 Chinetti et al. Nat Med 7: 53-58, 2001 Stael B. et al.,Circulation 98: 2088-2093, 1998 Stael B. et al., Circulation 98: 2088-2093, 1998

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 Thrap3을 유효성분으로 포함하고, 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하는 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-described problem, the present invention comprises Thrap3 as an active ingredient, and the Thrap3 is characterized in that it binds with PPAR-α in the liver, and an object of the present invention is to provide a composition for treating metabolic diseases.

또한, 본 발명은 간에서 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 신규한 억제제로서의 Thrap3을 제공하는 것을 두 번째 목적으로 한다.In addition, the second object of the present invention is to provide Thrap3 as a novel inhibitor that modulates the transcriptional activity of PPAR-α in the liver.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 대사성 질환 치료용 조성물은 Thrap3을 유효성분으로 포함하고, 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합할 수 있다.In order to achieve the above object, the composition for treating metabolic diseases according to the present invention includes Thrap3 as an active ingredient, and the Thrap3 may bind to PPAR-α in the liver.

여기서, 상기 PPAR-α와 결합하는 부위는 Thrap3의 도메인 중 c-terminal일 수 있다.Here, the site binding to PPAR-α may be a c-terminal of Thrap3 domains.

여기서, 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 억제제일 수 있다.Here, the Thrap3 may be an inhibitor that regulates the transcriptional activity of PPAR-α in the liver.

여기서, 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하여 지방산의 산화를 유도시킬 수 있다.Here, Thrap3 may induce oxidation of fatty acids by binding to PPAR-α in the liver.

여기서, 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하여 당 대사를 조절할 수 있다.Here, Thrap3 can regulate sugar metabolism by binding to PPAR-α in the liver.

여기서, 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하여 지질 대사를 조절할 수 있다.Here, the Thrap3 can regulate lipid metabolism by binding to PPAR-α in the liver.

여기서, 상기 대사성 질환은 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증을 포함할 수 있다.Here, the metabolic diseases may include obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular disease, and hyperlipidemia.

여기서, 상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것이 바람직하다.Here, the diabetes is preferably type 2 diabetes.

한편, 본 발명은 간에서 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 신규한 억제제로서의 Thrap3을 제공할 수 있다.Meanwhile, the present invention can provide Thrap3 as a novel inhibitor that regulates the transcriptional activity of PPAR-α in the liver.

여기서, 상기 Thrap3의 도메인 중 c-terminal이 간에서 PPAR-α와 결합할 수 있다.Here, the c-terminal of the Thrap3 domain may bind to PPAR-α in the liver.

상술한 바에 따른 본 발명의 Thrap3을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 치료용 조성물은 PPAR-α에 특이적으로 결합하여 전사 활성을 조절함으로써 간에서 당과 지질 대사를 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.The composition for treating metabolic diseases comprising Thrap3 as an active ingredient of the present invention according to the above can provide an effect of improving sugar and lipid metabolism in the liver by specifically binding to PPAR-α to regulate transcriptional activity. have.

또한, 상기 본 발명의 Thrap3을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 치료용 조성물은 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증과 같은 대사성 질환을 치료하는데 유용하게 사용될 수 있다.In addition, the composition for treating metabolic diseases comprising Thrap3 of the present invention as an active ingredient may be usefully used to treat metabolic diseases such as obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular disease and hyperlipidemia.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스 모델에서 albumin-cre recombinase 시스템을 이용하여 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 간 특이적 Thrap3 녹아웃(knockout) 마우스(이하 "실시예 1"이라 함)의 일반 식이에 따른 표현형 분석 결과를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스의 고지방 식이에 따른 표현형 분석 결과를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스의 RNA 시퀀싱(sequencing) 결과를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방 합성에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방산 산화에 관여하는 주요 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 에너지 생성과 관련해 해당과정(glycolysis)에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 에너지 생성과 관련해 지방산 산화과정에 의해 생성되는 Acetyl-CoA의 생성량 및 상기 Acetyl-CoA가 케톤 생성과정에 영향을 미치는지 여부를 확인한 결과를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 PPAR-α의 타켓이 되는 주요 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 PPAR-α를 과발현(overexpression)시키는 경우 Thrap3와의 결합을 확인하는 면역침강법 및 웨스턴블롯 결과를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 Thrap3가 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는지 여부를 확인하는 발광효소분석 (luciferase assay) 및 웨스턴블롯 결과를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 PPAR-α의 특이적 수용체 작용제로서 Wy14643 처리한 경우 지방산 산화에 관여하는 주요 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방간 모델을 올레산(oleic acid)를 통해 유도한 결과를 촬영하여 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 올레산을 통해 유도한 지방간 모델에서 지방 합성에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.
1 shows a mouse in which Thrap3 expression is knocked out specifically only in the liver using the albumin-cre recombinase system in a mouse model according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows the results of phenotypic analysis according to a general diet of a liver-specific Thrap3 knockout mouse (hereinafter referred to as “Example 1”) according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the results of phenotypic analysis according to a high fat diet of mice whose expression of Thrap3 is knocked out specifically only in the liver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the results of RNA sequencing of mice in which Thrap3 expression is knocked out specifically only in the liver according to an embodiment of the present invention.
5 is a qPCR result of the expression pattern of metabolic genes involved in fat synthesis in mice in which Thrap3 expression is knocked out specifically only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. Is shown.
6 is a qPCR result of the expression patterns of major genes involved in fatty acid oxidation in mice in which Thrap3 expression is specifically knocked out only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. Is shown.
7 is a metabolic gene involved in glycolysis in relation to energy generation in a mouse in which Thrap3 expression is specifically knocked out only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. It shows the qPCR results on the expression pattern of the
8 is Acetyl-CoA produced by fatty acid oxidation in relation to energy production in mice in which Thrap3 expression is specifically knocked out only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. It shows the result of confirming whether the production amount of and Acetyl-CoA affects the ketone production process.
9 shows the expression patterns of major genes targeting PPAR-α in mice in which Thrap3 expression is specifically knocked out only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. It shows the qPCR results.
FIG. 10 shows immunoprecipitation and Western blot results confirming binding to Thrap3 when PPAR-α is overexpressed in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows the results of a luciferase assay and western blot to confirm whether Thrap3 regulates the transcriptional activity of PPAR-α in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention. .
12 shows qPCR results on the expression patterns of major genes involved in fatty acid oxidation when treated with Wy14643 as a specific receptor agonist for PPAR-α in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention. will be.
13 is a photograph showing a result of inducing a fatty liver model through oleic acid in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention.
14 shows qPCR results of expression patterns of metabolic genes involved in fat synthesis in a fatty liver model induced through oleic acid in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention.

본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 “포함하다” 또는 “구비하다”등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific examples. So, for example, a singular expression includes a plural expression unless the context clearly has to be singular. In addition, terms such as "include" or "include" used in the present application are used to clearly refer to the existence of features, steps, functions, components or combinations thereof described in the specification, but other features It should be noted that it is not used to preliminarily exclude the presence of elements, steps, functions, components, or combinations thereof.

본 명세서에서 "녹아웃(knockout)"은 일반적으로 마우스 실험 모델에서 사용하는 genetic engineering으로, 타켓이 되는 유전자의 발현을 완전히(complete) 없애는 방식을 의미한다.In the present specification, "knockout" is a genetic engineering generally used in a mouse experimental model, and refers to a method of completely eliminating the expression of a target gene.

본 명세서에서 "녹다운(knockdown)"은 siRNA 또는 shRNA 등을 이용하여 타켓이 되는 유전자의 발현(mRNA 레벨)을 감소(reduce)시키는 방식을 의미한다.In the present specification, "knockdown" refers to a method of reducing the expression (mRNA level) of a target gene by using siRNA or shRNA.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다.Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used in the present specification should be viewed as having the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Therefore, unless clearly defined in the specification, a specific term should not be interpreted as an excessively ideal or formal meaning.

본 발명자들은 상술한 과제를 해결하기 위하여 연구한 결과, 하기와 같은 발명을 안출하기에 이르렀다. As a result of researching to solve the above-described problems, the inventors have come up with the following invention.

본 명세서는 Thrap3을 유효성분으로 포함하고, 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하는 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물을 개시한다. 이하에서는 본 발명의 Thrap3을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 치료용 조성물과 관련하여, 각 기술적 특징별로 세분화하여 서술하고자 한다.The present specification discloses a composition for treating metabolic diseases, comprising Thrap3 as an active ingredient, wherein Thrap3 binds to PPAR-α in the liver. Hereinafter, with respect to the composition for treating metabolic diseases containing Thrap3 as an active ingredient of the present invention, it will be described in detail by each technical feature.

본 발명에서 상기 Thrap3을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 치료용 조성물은 상기 Thrap3의 도메인 중 c-terminal이 간에서 상기 PPAR-α와 특이적으로 결합할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 내용은 하기 <실시예 및 평가>에서 상세하게 설명한다.In the present invention, the composition for treatment of metabolic diseases comprising Thrap3 as an active ingredient may specifically bind to the PPAR-α in the liver by the c-terminal of the Thrap3 domain. In this regard, specific details will be described in detail in the following <Examples and Evaluation>.

또한, 본 발명에서 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 억제제로서 활용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 구체적으로 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하여 지방산의 산화를 유도시키고, 당 대사 및 지질 대사를 조절할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 내용은 하기 <실시예 및 평가>에서 상세하게 설명한다.In addition, in the present invention, the Thrap3 may be utilized as an inhibitor that regulates the transcriptional activity of PPAR-α in the liver, but is not limited thereto. Specifically, Thrap3 induces oxidation of fatty acids by binding with PPAR-α in the liver, and can regulate sugar metabolism and lipid metabolism. In this regard, specific details will be described in detail in the following <Examples and Evaluation>.

또한, 본 발명에서 상기 대사성 질환은 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 구체적으로 상기 대사성 질환은 과도한 지질 섭취와 운동 부족으로 인한 지질 항상성의 이상과 깊은 연관이 있다. 예를 들어, 지방세포와 근육세포에서 상기 PPAR-α의 활성을 인위적으로 활성화시키는 경우 지방산 산화와 에너지 소비에 관여하는 유전자들의 발현이 증가될 수 있다.In addition, in the present invention, the metabolic disease may include obesity, diabetes, high blood pressure, cardiovascular disease, and hyperlipidemia, but is not limited thereto. Specifically, the metabolic disease is deeply associated with abnormalities in lipid homeostasis due to excessive lipid intake and lack of exercise. For example, when the activity of PPAR-α is artificially activated in adipocytes and muscle cells, the expression of genes involved in fatty acid oxidation and energy consumption may be increased.

또한, 본 발명에서 상기 당뇨병은 제2형 당뇨병일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 당뇨병은 환자가 인슐린의 작용에 적절하게 반응하는 능력을 부분적으로 상실하였기 때문에 혈중 포도당 수준의 제어 능력이 손상된 질병이다. 구체적으로 상기 제2형 당뇨병은 인슐린이 제대로 분비되지 않거나 분비된 인슐린이 체내에서 제대로 작용하지 못하여 체내의 혈당이 조절되지 못하고 상승하는 경우를 의미한다.In addition, in the present invention, the diabetes may be type 2 diabetes, but is not limited thereto. The diabetes is a disease in which the ability to control blood glucose levels is impaired because the patient partially loses the ability to respond appropriately to the action of insulin. Specifically, the type 2 diabetes refers to a case where insulin is not secreted properly or the secreted insulin does not function properly in the body, so that blood sugar in the body cannot be controlled and rises.

한편, 본 명세서는 간에서 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 신규한 억제제로서의 Thrap3을 추가로 개시한다.Meanwhile, the present specification further discloses Thrap3 as a novel inhibitor that regulates the transcriptional activity of PPAR-α in the liver.

또한, 본 발명에서 상기 Thrap3의 도메인 중 c-terminal이 간에서 PPAR-α와 특이적으로 결합할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 내용은 하기 <실시예 및 평가>에서 상세하게 설명한다.In addition, in the present invention, the c-terminal of Thrap3 domains can specifically bind to PPAR-α in the liver. In this regard, specific details will be described in detail in the following <Examples and Evaluation>.

이하, 첨부한 도면 및 실시예들을 참조하여 본 명세서가 청구하는 바에 대하여 더욱 자세히 설명한다. 다만, 본 명세서에서 제시하고 있는 도면 내지 실시예 등은 통상의 기술자에게 의하여 다양한 방식으로 변형되어 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 본 명세서의 기재사항은 본 발명을 특정 개시 형태에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 내지 대체물을 포함하고 있는 것으로 보아야 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명을 통상의 기술자로 하여금 더욱 정확하게 이해할 수 있도록 돕기 위하여 제시되는 것으로서 실제보다 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.Hereinafter, what is claimed by the present specification will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and embodiments. However, the drawings or examples presented in the present specification may be modified in various ways by a person skilled in the art to have various forms, and the description of the present specification is not limited to a specific disclosure form. It should be viewed as including all equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In addition, the accompanying drawings are provided to help those skilled in the art understand the present invention more accurately, and may be exaggerated or reduced than in actuality.

{실시예 및 평가}{Examples and evaluation}

실시예 1. 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스 제조(in vivo test)Example 1. Preparation of mice in which Thrap3 expression was knocked out specifically only in the liver (in vivo test)

먼저 구매한 Thrap3 floxed mouse sperm을 IVF(In Vitro Fertilization) 실험을 통해 마우스를 확보한다. 이후 Thrap3(floxed/wild-type) 마우스 간의 교배(mating)을 통해 Thrap3(floxed/floxed) 마우스(home 유전형)를 제노타입(genotyping)을 통해 선별하여, Albumin-cre 마우스와 교배를 시킨다(이하, floxed = F, wild-type = +, Albumin-cre = cre 이라 한다). Thrap3(F/F) 마우스와 Trap3(cre/+) 마우스를 교배하여, Thrap3(F/+) 마우스와 Thrap3(F/+); (cre/+) 마우스를 얻는다. 그 후, Thrap3(F/F) 마우스와 Thrap3(F/+); (cre/+) 마우스를 교배하여, Thrap3(F/+) 마우스, Thrap3(F/F) 마우스, Thrap3(F/+); (cre/+) 마우스 및 Thrap3(F/F); (cre/+) 마우스를 얻는다. 위 세대에서 나온 마우스들 중 cre 유전자를 가진 마우스와 Thrap3(F/+) 마우스 또는 Thrap3(F/F) 마우스와 교배하여 자녀 세대 종 수를 충분히 확보한다. 이후, Thrap3(F/F); (cre/+) 마우스와 Thrap3(F/F); (cre/+) 마우스를 교배하여 최종적으로 Thrap3(F/F) 마우스와 Thrap3(F/F); (cre/cre) 마우스를 확보할 수 있다. 여기서, Thrap3(F/F); (cre/cre) 마우스를 본 발명의 일 실시예에 해당하는 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스(이하, '실시예 1'이라 한다)로 선정하였다.First, the purchased Thrap3 floxed mouse sperm is obtained through an IVF (In Vitro Fertilization) experiment. Thereafter, through mating between Thrap3 (floxed/wild-type) mice, Thrap3 (floxed/floxed) mice (home genotype) are selected through genotyping, and then mated with Albumin-cre mice (hereinafter, floxed = F, wild-type = +, Albumin-cre = cre). A Thrap3(F/F) mouse and a Trap3(cre/+) mouse were crossed, and Thrap3(F/+) mouse and Thrap3(F/+); (cre/+) Gain a mouse. Thereafter, Thrap3 (F/F) mice and Thrap3 (F/+); (cre/+) mice were crossed, and Thrap3(F/+) mice, Thrap3(F/F) mice, Thrap3(F/+); (cre/+) mouse and Thrap3 (F/F); (cre/+) Gain a mouse. Among the mice from the above generation, a sufficient number of generational species of children is secured by crossing the mice with the cre gene with Thrap3(F/+) mice or Thrap3(F/F) mice. Then, Thrap3 (F/F); (cre/+) mouse and Thrap3(F/F); (cre/+) mice were crossed and finally Thrap3(F/F) mice and Thrap3(F/F); (cre/cre) You can secure a mouse. Here, Thrap3(F/F); The (cre/cre) mouse was selected as a mouse (hereinafter referred to as'Example 1') whose expression of Thrap3 was knocked out specifically only in the liver corresponding to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스 모델에서 albumin-cre recombinase 시스템을 이용하여 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스를 도시한 것이다.1 shows a mouse in which Thrap3 expression is knocked out specifically only in the liver using the albumin-cre recombinase system in a mouse model according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 간에서 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 신규한 억제제로서의 Thrap3의 작용 효과를 확인하고자 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스의 제작을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1, in order to confirm the effect of Thrap3 as a novel inhibitor that regulates the transcriptional activity of PPAR-α in the liver of the present invention, it was confirmed that the mouse was specifically knocked out of Thrap3 expression. I can.

비교예 1. 대조군 마우스 제조Comparative Example 1. Preparation of control mice

상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 최종적으로 확보된 Thrap3(F/F) 마우스와 Thrap3(F/F); (cre/cre) 마우스 중 Thrap3(F/F) 마우스를 본 발명의 대조군에 해당하는 마우스(이하, '비교예 1'이라 한다)로 선정하였다.Thrap3 (F/F) mice and Thrap3 (F/F) finally secured by performing the same as in Example 1; Among the (cre/cre) mice, Thrap3(F/F) mice were selected as mice corresponding to the control of the present invention (hereinafter, referred to as'Comparative Example 1').

제조예 1. Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포의 제조Preparation Example 1. Preparation of hepatocytes knocked down Thrap3

상기 실시예 1의 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스에서 해부를 통해 간 조직을 떼어낸 이후, 호모지나이즈(homogenize)를 통해 단백질 샘플과 RNA 샘플을 확보하여 qPCR을 진행하였다. 녹다운(knockdown)시킨 간세포의 경우 HepG2 간세포를 사용하였다. FBS DMEM에서 세포 배양을 진행하였으며, Thrap3를 녹다운(knockdown) 시키는 상보적인 시퀀스(sequence)를 가진 siRNA를 제작하여 RNAi max reagent와 함께 HepG2 세포에 형질주입(transfection)을 진행하였다. 이 때 상기 Thrap3를 녹다운(knockdown) 시키는 상보적인 시퀀스(sequence)를 가진 siRNA는 서열번호 1에 해당하는 siRNA이다. 이후, RNA 샘플링(sampling)을 통해 cDNA로 PCR을 진행하였고, 지방산 산화를 비롯한 당 및 지질 대사와 관련된 유전자들의 프라이머(primer)를 제작하고 qPCR을 진행하여 유전자 발현 레벨의 차이를 확인하였다.After removing the liver tissue through dissection from the mouse in which Thrap3 expression was knocked out specifically only in the liver of Example 1, a protein sample and an RNA sample were obtained through homogenization to proceed with qPCR. I did. In the case of knockdown hepatocytes, HepG2 hepatocytes were used. Cell culture was performed in FBS DMEM, and siRNA having a complementary sequence to knock down Thrap3 was produced, and transfection was performed on HepG2 cells with RNAi max reagent. At this time, the siRNA having a complementary sequence that knocks down Thrap3 is an siRNA corresponding to SEQ ID NO: 1. Thereafter, PCR was performed with cDNA through RNA sampling, primers of genes related to sugar and lipid metabolism including fatty acid oxidation were prepared, and qPCR was performed to confirm the difference in gene expression level.

제조예 2. Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포의 제조Preparation Example 2. Preparation of hepatocytes knocked down Thrap3

상기 Thrap3를 녹다운(knockdown) 시키는 상보적인 시퀀스(sequence)를 가진 siRNA는 서열번호 2에 해당하는 siRNA를 사용하는 점을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포를 제조하였다.Hepatocytes knocked down Thrap3 in the same manner as in Preparation Example 1, except that the siRNA having a complementary sequence that knocks down Thrap3 is the siRNA corresponding to SEQ ID NO: 2 Was prepared.

한편, 서열번호 1 및 서열번호 2의 Thrap3를 녹다운(knockdown) 시키는 상보적인 시퀀스(sequence)를 가진 siRNA의 서열은 하기 표 1과 같다.On the other hand, the sequence of the siRNA having a complementary sequence (sequence) knocking down Thrap3 of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 are shown in Table 1 below.

서열번호 1 (KD#1)SEQ ID NO: 1 (KD#1) CGAUCUGUCUCUCGUUCAACGAUCUGUCUCUCGUUCAA 서열번호 2 (KD#2)SEQ ID NO: 2 (KD#2) UGGCAGAACUACCGGCAAGUGGCAGAACUACCGGCAAG

비교제조예 1. 대조군 간세포의 제조Comparative Preparation Example 1. Preparation of control hepatocytes

상기 비교예 1의 대조군 마우스의 간 조직을 떼어내고, 상기 siRNA는 Thrap3를 녹다운(knockdown) 시키지 않는 다른 sequence에 결합하는 siRNA를 사용하는 점을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 대조군 간세포를 제조하였다.Control hepatocytes in the same manner as in Preparation Example 1, except that the liver tissue of the control mouse of Comparative Example 1 was removed, and the siRNA used siRNA that binds to another sequence that does not knock down Thrap3. Was prepared.

평가 1. 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 대조군 마우스의 식이에 따른 몸무게 변화, GTT 및 ITT 결과 확인Evaluation 1. Confirmation of weight change, GTT and ITT results according to diet in mice whose expression of Thrap3 is knocked out specifically in the liver and control mice

본 발명에서 상기 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 대조군 마우스(이하 "비교예 1"이라 함)에 대해 일반 식이(normal chow diet) 및 고지방 식이(high fat diet)에 따른 몸무게 변화 측정, GTT(glucose tolerance test, 내당능 검사) 및 ITT(insulin tolerance test, 인슐린 내성검사)을 실시하였다.In the present invention, measurement of weight change according to a normal chow diet and a high fat diet for a mouse in which Thrap3 expression is knocked out and a control mouse (hereinafter referred to as "Comparative Example 1"), GTT (glucose tolerance test, glucose tolerance test) and ITT (insulin tolerance test, insulin resistance test) were performed.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 간 특이적 Thrap3 녹아웃(knockout) 마우스(이하 "실시예 1"이라 함)의 일반 식이에 따른 표현형 분석 결과를 도시한 것이다.2 is a diagram illustrating a result of phenotypic analysis according to a general diet of a liver-specific Thrap3 knockout mouse (hereinafter referred to as “Example 1”) according to an embodiment of the present invention.

하기 표 2은 일반 식이에 따른 실시예 1 및 비교예 1의 몸무게 변화량을 일주일마다 측정하여 나타내었다.Table 2 below shows the weight change amount of Example 1 and Comparative Example 1 according to a general diet, measured every week.

1주1 week 2주2 weeks 3주3 weeks 4주4 weeks 5주5 weeks 6주6 weeks 7주7 weeks 일반
식이
Normal
Diet
실시예 1Example 1 24.7 g24.7 g 25.4 g25.4 g 26.7 g26.7 g 27.8 g27.8 g 28.8 g28.8 g 29.1 g29.1 g 29.6 g29.6 g
비교예 1Comparative Example 1 24.7 g24.7 g 25.7 g25.7 g 26.7 g26.7 g 27.4 g27.4 g 28.1 g28.1 g 28.5 g28.5 g 28.8 g28.8 g

도 2a 및 상기 표 2을 참조하면, 상기 실시예 1과 대조군인 상기 비교예 1의 몸무게 변화의 차이가 거의 없고, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 상기 실시예 1의 경우 대조군인 상기 비교예 1에 비해 시간에 따른 포도당 변화의 차이가 거의 없는 것을 확인할 수 있다.2A and 2, there is little difference in weight change between Example 1 and Comparative Example 1 as a control, and referring to FIGS. 2B and 2C, the Comparative Example 1 as a control. It can be seen that there is little difference in glucose change over time compared to 1.

한편, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스의 고지방 식이에 따른 표현형 분석 결과를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 3 shows the results of phenotypic analysis according to a high-fat diet of mice whose expression of Thrap3 is knocked out specifically only in the liver according to an embodiment of the present invention.

하기 표 3은 고지방 식이에 따른 실시예 1과 비교예 1의 몸무게 변화량을 일주일마다 측정하여 나타내었다.Table 3 below shows the weight change of Example 1 and Comparative Example 1 according to a high fat diet, measured every week.

1주1 week 2주2 weeks 3주3 weeks 4주4 weeks 5주5 weeks 6주6 weeks 7주7 weeks 고지방
식이
High fat
Diet
실시예 1Example 1 28.5 g28.5 g 31.3 g31.3 g 33.1 g33.1 g 36.2 g36.2 g 39.1 g39.1 g 41.4 g41.4 g 41.5 g41.5 g
비교예 1Comparative Example 1 28.1 g28.1 g 29.7 g29.7 g 31.0 g31.0 g 33.7 g33.7 g 36.0 g36.0 g 38.0 g38.0 g 38.5 g38.5 g

도 3a 및 표 3를 참조하면, 본 발명에서 상기 실시예 1의 경우 대조군인 상기 비교예 1에 비해 몸무게 증가율이 더 낮은 것을 확인할 수 있고, 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 상기 실시예 1의 경우 대조군인 상기 비교예 1에 비해 시간에 따른 포도당 감소율이 더 높은 것을 확인할 수 있다. Referring to Figures 3a and 3, in the case of Example 1 in the present invention, it can be seen that the weight increase rate is lower than that of Comparative Example 1 as a control. Referring to Figures 3B and 3C, the Example 1 It can be seen that the rate of glucose reduction over time is higher than that of Comparative Example 1, which is a control group.

따라서 상기 실시예 1은 고지방 식이를 한 경우 몸무게가 현저하게 감소하고, 인슐린 민감도가 현저하게 개선된 것을 통해 상기 Thrap3의 발현 영향으로 인한 것임을 유추할 수 있다.Therefore, it can be inferred that Example 1 is due to the effect of expression of Thrap3 through a remarkable reduction in body weight and remarkable improvement in insulin sensitivity when a high-fat diet is performed.

평가 2. 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 대조군 마우스의 RNA 시퀀싱 결과 확인Evaluation 2. Confirmation of RNA sequencing results of mice whose expression of Thrap3 is knocked out specifically in the liver and control mice

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스의 RNA 시퀀싱(sequencing) 결과를 도시한 것이다.FIG. 4 shows the results of RNA sequencing of mice in which Thrap3 expression is knocked out specifically only in the liver according to an embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명에서 상기 실시예 1의 경우 대조군인 상기 비교예 1에 비해 대사 신호 경로(metabolic signaling pathway)에서 지질 대사와 당 대사가 주요하게 증가한 것을 확인할 수 있다.4A and 4B, it can be seen that in the case of Example 1 in the present invention, lipid metabolism and sugar metabolism were significantly increased in the metabolic signaling pathway compared to Comparative Example 1 as a control.

따라서 본 발명에서 상기 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스의 RNA 시퀀싱 결과 상기 Thrap3의 발현의 영향으로 지질 대사와 당 대사가 주요하게 증가한 것임을 유추할 수 있다.Therefore, in the present invention, as a result of RNA sequencing of mice whose expression of Thrap3 is knocked out specifically only in the liver, it can be inferred that lipid metabolism and sugar metabolism are significantly increased due to the influence of the expression of Thrap3.

평가 3. 지방 합성 및 지방산 산화에 관여하는 유전자들의 발현 확인Evaluation 3. Confirmation of expression of genes involved in fat synthesis and fatty acid oxidation

본 발명에서 상기 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방 합성 및 지방산 산화에 관여하는 대사 유전자 및 주요 유전자의 발현 양상을 알아보고자 qPCR을 실시하였다.In the present invention, qPCR was performed to investigate the expression patterns of metabolic genes and major genes involved in fat synthesis and fatty acid oxidation in mice in which Thrap3 expression is knocked out and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방 합성에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.5 is a qPCR result of the expression pattern of metabolic genes involved in fat synthesis in mice in which Thrap3 expression is knocked out specifically only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. Is shown.

도 5a를 참조하면, 실시예 1의 지방 합성에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상이 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있고, 도 5b를 참조하면, Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방 합성에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상이 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5A, it can be seen that the expression pattern of metabolic genes involved in fat synthesis of Example 1 was significantly reduced. Referring to FIG. 5B, metabolism involved in fat synthesis in hepatocytes knocked down Thrap3. It can be seen that the expression pattern of the genes was significantly reduced.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방산 산화에 관여하는 주요 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.6 is a qPCR result of the expression patterns of major genes involved in fatty acid oxidation in mice in which Thrap3 expression is specifically knocked out only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. Is shown.

도 6a을 참조하면, 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스의 지방산 산화에 관여하는 주요 유전자들의 발현 양상이 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있고, 도 6b를 참조하면, Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방산 산화에 관여하는 주요 유전자들의 발현 양상이 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 6a, it can be seen that the expression pattern of major genes involved in fatty acid oxidation in mice whose expression of Thrap3 is knocked out specifically only in the liver is significantly increased, and referring to Figure 6b, Thrap3 is knocked out. It can be seen that the expression patterns of major genes involved in fatty acid oxidation in (knockdown) hepatocytes were remarkably increased.

따라서 본 발명에서 상기 Thrap3의 발현의 영향으로 간에서 지방산 산화 과정이 활발하게 일어나고, 그 결과 지방 합성의 감소 및 에너지 생성(ATP production) 활성화 등의 과정을 통해 지질 대사가 현저하게 개선된다는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 상기 Thrap3의 발현을 조절함에 따라 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증을 포함하는 대사성 질환의 치료에 효과적으로 이용될 수 있다.Therefore, in the present invention, it can be confirmed that the fatty acid oxidation process occurs actively in the liver due to the expression of Thrap3, and as a result, lipid metabolism is remarkably improved through processes such as reduction of fat synthesis and activation of ATP production. have. Furthermore, by controlling the expression of Thrap3, it can be effectively used in the treatment of metabolic diseases including obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular disease, and hyperlipidemia.

평가 4. 해당과정에 관여하는 유전자들의 발현 확인Evaluation 4. Confirmation of expression of genes involved in glycolysis

본 발명에서 상기 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 해당과정에 관여하는 대사 유전자의 발현 양상을 알아보고자 qPCR을 실시하였다.In the present invention, qPCR was performed to investigate the expression patterns of metabolic genes involved in glycolysis in mice in which Thrap3 expression is knocked out and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 에너지 생성과 관련해 해당과정(glycolysis)에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.7 is a metabolic gene involved in glycolysis in relation to energy generation in a mouse in which Thrap3 expression is specifically knocked out only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. It shows the qPCR results for the expression pattern of the.

도 7a을 참조하면, 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스의 해당과정에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상이 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있고, 도 7b를 참조하면, Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 해당과정에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상이 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 7a, it can be seen that the expression pattern of metabolic genes involved in the glycolysis of mice whose expression of Thrap3 is knocked out specifically only in the liver is significantly increased, and referring to Figure 7b, Thrap3 is knocked down. It can be seen that the expression patterns of metabolic genes involved in glycolysis in the (knockdown) hepatocytes were significantly increased.

따라서 본 발명에서 상기 Thrap3의 발현의 영향으로 간에서 해당과정이 활발하게 일어나고, 그 결과 당 대사가 현저하게 개선된다는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 상기 Thrap3의 발현을 조절함에 따라 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증을 포함하는 대사성 질환의 치료에 효과적으로 이용될 수 있다.Therefore, in the present invention, due to the influence of Thrap3 expression, glycolysis occurs actively in the liver, and as a result, it can be confirmed that sugar metabolism is remarkably improved. Furthermore, by controlling the expression of Thrap3, it can be effectively used in the treatment of metabolic diseases including obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular disease, and hyperlipidemia.

평가 5. 지방산 산화에 의해 생성되는 Acetyl-CoA의 생성량 확인Evaluation 5. Confirmation of the amount of Acetyl-CoA produced by fatty acid oxidation

본 발명에서 물질대사 중 해당과정의 변화를 통해 추가적으로 해당과정의 다음 경로에 해당하는 미토콘드리아의 TCA 회로에 중요하게 관여하고, 지방산 산화 과정에 의해 생성되는 Acetyl-CoA의 생성량을 확인하였다.In the present invention, through the change in the glycolysis process during metabolism, it is additionally important to participate in the mitochondrial TCA cycle, which is the next pathway in the glycolysis process, and the amount of Acetyl-CoA produced by the fatty acid oxidation process was confirmed.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 에너지 생성과 관련해 지방산 산화과정에 의해 생성되는 Acetyl-CoA의 생성량 및 상기 Acetyl-CoA가 케톤 생성과정에 영향을 미치는지 여부를 확인한 결과를 도시한 것이다.8 is Acetyl-CoA produced by fatty acid oxidation in relation to energy production in mice in which Thrap3 expression is specifically knocked out only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. It shows the result of confirming whether the production amount of and Acetyl-CoA affects the ketone production process.

도 8a을 참조하면, 상기 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 다소 Acetyl-CoA가 증가했음을 확인할 수 있다. 이는 상기 Thrap3의 발현의 영향으로 간에서 지방산 산화 과정이 활발하게 일어났음을 의미한다.Referring to FIG. 8A, it can be seen that Acetyl-CoA was somewhat increased in hepatocytes knocked down Thrap3. This means that the fatty acid oxidation process actively occurred in the liver due to the expression of Thrap3.

한편, 상기 Acetyl-CoA는 미토콘드리아에서 에너지 생성뿐만 아니라, 주변 조직의 대사에 영향을 미칠 수 있도록 케톤(ketone) 생성과정을 통해 케톤체(ketone body)의 형태로 이동하여 에너지 대사에 영향을 미치게 되는데, 상기 생성된 Acetyl-CoA가 상기의 경향성을 보이는지 여부에 대해 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포를 통해 확인하였으나, 도 8b 및 도8c를 참조하면, 대조군과 큰 차이가 나지 않는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, the Acetyl-CoA moves in the form of a ketone body through the process of producing ketones so as to affect the metabolism of the surrounding tissues as well as the generation of energy in the mitochondria, thereby affecting energy metabolism. Whether or not the generated Acetyl-CoA exhibits the above tendency was confirmed through a mouse in which Thrap3 expression was knocked out specifically in the liver and through hepatocytes in which Thrap3 was knocked down. Referring to, it can be seen that there is no significant difference from the control group.

따라서 상기 생성된 Acetyl-CoA가 케톤 생성에 미치는 영향은 작고, 대신하여 미토콘드리아 내의 TCA 회로 및 전자전달계 경로를 통해 에너지 생성이 두드러지게 증가하여 대사적으로 크게 개선된다고 유추할 수 있다.Therefore, it can be inferred that the effect of the generated Acetyl-CoA on the production of ketones is small, and instead, energy generation is remarkably increased through the TCA circuit and the electron transport system in the mitochondria, and metabolic improvement is greatly improved.

평가 6. PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 억제제로서 Thrap3의 확인Evaluation 6. Identification of Thrap3 as an inhibitor regulating the transcriptional activity of PPAR-α

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 PPAR-α의 타켓이 되는 주요 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.9 shows the expression patterns of major genes targeting PPAR-α in mice in which Thrap3 expression is specifically knocked out only in the liver and in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down according to an embodiment of the present invention. It shows the qPCR results.

도 9를 참조하면, 상기 간에서만 특이적으로 Thrap3의 발현이 녹아웃(knockout)되는 마우스와 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 모두 PPAR-α의 타겟이 되는 유전자들의 발현 양상이 현저하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, the expression patterns of genes targeted for PPAR-α are significantly increased in both mice whose expression of Thrap3 is knocked out specifically only in the liver and in hepatocytes that have knocked down Thrap3. I can confirm.

상기 결과를 통해 Thrap3이 PPAR-α의 활성을 조절하는 역할을 할 것이라 가정을 하고, 이를 규명하기 위하여 Thrap3이 PPAR-α간의 결합(interaction)을 확인하였다.From the above results, it is assumed that Thrap3 will play a role in regulating the activity of PPAR-α, and to clarify this, the interaction between Thrap3 and PPAR-α was confirmed.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 PPAR-α를 과발현(overexpression)시키는 경우 Thrap3와의 결합을 확인하는 면역침강법 및 웨스턴블롯 결과를 도시한 것이다.FIG. 10 shows immunoprecipitation and Western blot results confirming binding to Thrap3 when PPAR-α is overexpressed in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention.

도 10a를 참조하면, Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 PPAR-α를 과발현(overexpression)시키는 경우 과발현된 PPAR-α가 Thrap3와 결합한다는 것을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, Flag-tagged Vehicle과 PPAR-α로 각각 세포에 Transfection한 이후, PPAR-α와 세포 내의 내인성(endogenous)으로 존재하는 Thrap3와의 결합을 IP(면역침전, Immunoprecipitation)를 통해 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10A, when PPAR-α is overexpressed in hepatocytes knocked down Thrap3, it can be seen that overexpressed PPAR-α binds to Thrap3. More specifically, after transfection into cells with Flag-tagged Vehicle and PPAR-α, respectively, binding of PPAR-α and Thrap3 present in the cell as endogenous can be confirmed through IP (immunoprecipitation).

또한, 도 10b 및 도 10c를 참조하면, 상기 과발현된 PPAR-α가 Thrap3의 도메인 중 c-terminal과 특이적으로 결합한다는 것을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 10b을 참조하면 도 10a의 결과를 토대로 Flag-tagged 된 PPAR-α와 HA-tagged 된 Vechicle 및 Thrap3의 도메인(domain)을 변이(mutant)시킨 형태의 DNA 플라스미드(plasmid)를 각각 Co-transfection하여, PPAR-α가 Thrap3의 어떤 도메인(domain)에 결합하는지를 IP(면역침전, Immunoprecipitation)를 통해 확인한 결과로써, PPAR-α가 Thrap3의 C-Terminal에 결합하는 것을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIGS. 10B and 10C, it can be seen that the overexpressed PPAR-α specifically binds to the c-terminal of Thrap3 domains. More specifically, referring to FIG. 10B, based on the results of FIG. 10A, flag-tagged PPAR-α, HA-tagged Vechicle, and domains of Thrap3 are mutated, respectively, in the form of DNA plasmids. As a result of confirming which domain of Thrap3 by co-transfection, PPAR-α binds to Thrap3 through IP (immunoprecipitation), it can be confirmed that PPAR-α binds to the C-Terminal of Thrap3.

또한, 도 10c을 참조하면 도 10b의 결과를 더욱 명확하게 나타낸 결과로, PPAR-α가 640번 서열부터 이어지는 C -terminal과 결합하는 것을 추가적으로 확인할 수 있다.In addition, referring to FIG. 10C, as a result of more clearly showing the results of FIG. 10B, it can be additionally confirmed that PPAR-α binds to the C-terminal following sequence 640.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 Thrap3가 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는지 여부를 확인하는 발광효소분석 (luciferase assay) 및 웨스턴블롯 결과를 도시한 것이다.FIG. 11 shows the results of a luciferase assay and western blot to confirm whether Thrap3 regulates the transcriptional activity of PPAR-α in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention. .

도 11a를 참조하면, 발광효소분석(luciferase assay)을 통해 상기 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 상기 PPAR-α의 활성도(activity)가 증가하고, 상기 PPAR-α의 특이적인 수용체 작용제(agonist)로 알려진 Wy14643을 처리한 경우 상기 PPAR-α의 활성도가 현저하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 11a, the activity (activity) of the PPAR-α is increased in the hepatocytes knocked down the Thrap3 through the luciferase assay (luciferase assay), the specific receptor agonist of the PPAR-α (agonist) When treated with Wy14643 known as, it can be seen that the activity of PPAR-α is remarkably increased.

또한, 도 11b 를 참조하면, Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 PPAR-α를 과발현(overexpression)시킨 후 Wy14643를 처리한 경우 상기 PPAR-α와 상기 Thrap3의 결합이 감소하는 반면에, PPAR-α의 전사 활성에 있어서 보조 활성자(co-activator)로 알려진 SRC-1의 경우 현저하게 결합이 증가한 것을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIG. 11B, when PPAR-α is overexpressed in hepatocytes knocked down Thrap3 and then treated with Wy14643, the binding of PPAR-α and Thrap3 decreases, whereas PPAR-α In the case of SRC-1, which is known as a co-activator in the transcriptional activity of, it can be seen that the binding significantly increased.

또한, 도 11c를 참조하면, 상기 도 11a 및 도 11b의 결과를 토대로 Thrap3를 dose별로 transfection한 이후, Wy-14643을 처리 하지않은 군과 처리를 진행한 군을 나누어 진행한 결과로, Thrap3의 양이 증가함에 따라 Wy-14643에 의한 SRC-1의 레벨이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 PPAR-α의 특이적 수용체 작용제로서 Wy14643를 처리한 경우 지방산 산화에 관여하는 주요 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.In addition, referring to FIG. 11C, after transfection of Thrap3 by dose based on the results of FIGS. 11A and 11B, the amount of Thrap3 was divided into the group not treated with Wy-14643 and the group treated with the treatment. As this increases, it can be seen that the level of SRC-1 by Wy-14643 decreases. FIG. 12 is a specific receptor agonist of PPAR-α in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention. When treated with Wy14643, the qPCR results of the expression patterns of major genes involved in fatty acid oxidation are shown.

여기서, "Scr NT"는 Scr(대조군 siRNA)로 transfection하였으며, Wy-14643을 처리하지 않은 샘플을 의미하고, "Scr WY"는 Scr(대조군 siRNA)로 transfection하였으며, Wy-14643을 처리한 샘플을 의미한다. 또한, "#1 NT"은 Thrap3 siRNA #1(서열번호 1)으로 transfection하였으며, Wy-14643을 처리하지 않은 샘플을 의미하고, "#1 Wy"은 Thrap3 siRNA #1(서열번호 1)으로 transfection하였으며, Wy-14643을 처리한 샘플을 의미한다. 한편, "#2 NT"은 Thrap3 siRNA #2(서열번호 2)으로 transfection하였으며, Wy-14643을 처리하지 않은 샘플을 의미하고, "#2 Wy"은 Thrap3 siRNA #2(서열번호 2)으로 transfection하였으며, Wy-14643을 처리한 샘플을 의미한다.도 12를 참조하면, 상기 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 상기 Wy14643를 처리한 경우 지방산 산화에 관여하는 유전자들의 발현 양상이 현저하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.Here, "Scr NT" refers to a sample that was transfected with Scr (control siRNA) and not treated with Wy-14643, and "Scr WY" refers to a sample that was transfected with Scr (control siRNA) and treated with Wy-14643. it means. In addition, "#1 NT" refers to a sample that was transfected with Thrap3 siRNA #1 (SEQ ID NO: 1), and is not treated with Wy-14643, and "#1 Wy" is transfected with Thrap3 siRNA #1 (SEQ ID NO: 1). And means a sample treated with Wy-14643. On the other hand, "#2 NT" refers to a sample that was transfected with Thrap3 siRNA #2 (SEQ ID NO: 2), and is not treated with Wy-14643, and "#2 Wy" is transfected with Thrap3 siRNA #2 (SEQ ID NO: 2). Referring to FIG. 12, when the Thrap3 was knocked down with Wy14643 in hepatocytes, the expression patterns of genes involved in fatty acid oxidation were remarkably increased. I can confirm.

따라서 상기 Thrap3이 간에서 PPAR-α와 결합(interaction)하여 PPAR-α의 전사 활성을 조절하고, 이에 따라 간에서 지방산 산화 과정이 활발하게 일어나며, 그 결과 지방 합성의 감소 및 에너지 생성(ATP production) 활성화 등의 과정을 통해 지질 대사가 현저하게 개선된다는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 상기 Thrap3의 발현에 의해 간에서 PPAR-α의 활성을 조절함에 따라 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증을 포함하는 대사성 질환의 치료에 효과적으로 이용될 수 있다.Therefore, the Thrap3 interacts with PPAR-α in the liver to regulate the transcriptional activity of PPAR-α, and accordingly, the fatty acid oxidation process occurs actively in the liver, resulting in a reduction in fat synthesis and energy generation (ATP production). It can be seen that lipid metabolism is remarkably improved through processes such as activation. Furthermore, by regulating the activity of PPAR-α in the liver by the expression of Thrap3, it can be effectively used in the treatment of metabolic diseases including obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular disease and hyperlipidemia.

평가 7. 지방간 모델을 유도하여 지질합성에 관여하는 유전자들의 발현 확인Evaluation 7. Confirmation of the expression of genes involved in lipid synthesis by inducing a fatty liver model

본 발명에서 상기 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 상기 Thrap3가 지방 대사에 미치는 영향을 추가적으로 확인하고자, 상기 간세포에서 지방간 모델을 올레 산(oleic acid)를 통해 유도하여 그 결과를 알아보고자 qPCR을 실시하였다.In the present invention, to further confirm the effect of Thrap3 on fat metabolism in hepatocytes knocked down Thrap3 in the present invention, qPCR was performed to determine the result by inducing a fatty liver model in the hepatocytes through oleic acid. I did.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방간 모델을 올레산(oleic acid)를 통해 유도한 결과를 촬영하여 도시한 것이다.13 is a photograph showing a result of inducing a fatty liver model through oleic acid in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 상기 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 지방간 모델을 올레산(oleic acid)를 통해 유도하는 경우 상기 Thrap3의 발현 양상이 현저하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 13A and 13B, it can be seen that the expression pattern of Thrap3 is remarkably increased when the fatty liver model is induced through oleic acid in hepatocytes in which Thrap3 is knocked down.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 올레산을 통해 유도한 지방간 모델에서 지방 합성에 관여하는 대사 유전자들의 발현 양상에 관한 qPCR 결과를 도시한 것이다.14 shows qPCR results of expression patterns of metabolic genes involved in fat synthesis in a fatty liver model induced through oleic acid in hepatocytes knocked down Thrap3 according to an embodiment of the present invention.

여기서, "Scr NT"은 Scr(대조군 siRNA)로 transfection하였으며, Oleic acid를 처리하지 않은 샘플을 의미하고, "Scr OA"은 Scr(대조군 siRNA)로 transfection하였으며, Oleic acid를 처리한 샘플을 의미한다. 또한, "siThrap3 NT"은 Thrap3 siRNA으로 Transfection하였으며, Oleic acid를 처리하지 않은 샘플을 의미하고, "siThrap3 OA"은 Thrap3 siRNA으로 Transfection하였으며, Oleic acid를 처리한 샘플을 의미한다.Here, "Scr NT" refers to a sample that was transfected with Scr (control siRNA) and not treated with oleic acid, and "Scr OA" refers to a sample that was transfected with Scr (control siRNA) and treated with oleic acid. . In addition, "siThrap3 NT" refers to a sample transfected with Thrap3 siRNA and not treated with Oleic acid, and "siThrap3 OA" refers to a sample transfected with Thrap3 siRNA and treated with Oleic acid.

도 14를 참조하면, 상기 Thrap3를 녹다운(knockdown)시킨 간세포에서 올레산을 통해 지방간 모델을 유도하는 경우 지질합성에 관여하는 유전자 발현 양상이 현저하게 변화하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14, it can be seen that when a fatty liver model is induced through oleic acid in hepatocytes knocked down Thrap3, the expression pattern of genes involved in lipid synthesis is remarkably changed.

따라서 상기 Thrap3이 간에서 PPAR-α와 결합(interaction)하여 PPAR-α의 전사 활성을 조절하고, 이에 따라 간에서 지방산 산화 과정이 활발하게 일어나며, 그 결과 지방 합성의 감소 및 에너지 생성(ATP production) 활성화 등의 과정을 통해 지질 대사가 현저하게 개선된다는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 상기 Thrap3의 발현에 의해 간에서 PPAR-α의 활성을 조절함에 따라 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증을 포함하는 대사성 질환의 치료에 효과적으로 이용될 수 있다.Therefore, the Thrap3 interacts with PPAR-α in the liver to regulate the transcriptional activity of PPAR-α, and accordingly, the fatty acid oxidation process occurs actively in the liver, resulting in a reduction in fat synthesis and energy generation (ATP production). It can be seen that lipid metabolism is remarkably improved through processes such as activation. Furthermore, by regulating the activity of PPAR-α in the liver by the expression of Thrap3, it can be effectively used in the treatment of metabolic diseases including obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular disease and hyperlipidemia.

상술한 바에 따른 본 발명의 Thrap3을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 치료용 조성물은 PPAR-α에 특이적으로 결합하여 전사 활성을 조절함으로써 간에서 당과 지질 대사를 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.The composition for treating metabolic diseases comprising Thrap3 as an active ingredient of the present invention according to the above can provide an effect of improving sugar and lipid metabolism in the liver by specifically binding to PPAR-α to regulate transcriptional activity. have.

또한, 상기 본 발명의 Thrap3을 유효성분으로 포함하는 대사성 질환 치료용 조성물은 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증과 같은 대사성 질환을 치료하는데 유용하게 사용될 수 있다.In addition, the composition for treating metabolic diseases comprising Thrap3 of the present invention as an active ingredient may be usefully used to treat metabolic diseases such as obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular disease and hyperlipidemia.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

<110> UNIST(ULSAN NATIONAL INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY) <120> COMPOSITION FOR TREATING METABOLIC DISEASES COMPRISING THRAP3 AS ACTIVE INGREDIENT <130> KL-P-02238 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 19 <212> RNA <213> Homo sapiens <400> 1 cgaucugucu cucguucaa 19 <210> 2 <211> 19 <212> RNA <213> Homo sapiens <400> 2 uggcagaacu accggcaag 19 <110> UNIST(ULSAN NATIONAL INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY) <120> COMPOSITION FOR TREATING METABOLIC DISEASES COMPRISING THRAP3 AS ACTIVE INGREDIENT <130> KL-P-02238 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 19 <212> RNA <213> Homo sapiens <400> 1 cgaucugucu cucguucaa 19 <210> 2 <211> 19 <212> RNA <213> Homo sapiens <400> 2 uggcagaacu accggcaag 19

Claims (10)

Thrap3을 유효성분으로 포함하고, 상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하는 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물.
Containing Thrap3 as an active ingredient, wherein Thrap3 is characterized in that it binds with PPAR-α in the liver, a composition for treating metabolic diseases.
제1항에 있어서,
상기 PPAR-α와 결합하는 부위는 Thrap3의 도메인 중 c-terminal인 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물.
The method of claim 1,
The site binding to the PPAR-α is characterized in that the c-terminal of the domain of Thrap3, metabolic disease treatment composition.
제1항에 있어서,
상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 억제제인 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물.
The method of claim 1,
The Thrap3 is a composition for treating metabolic diseases, characterized in that it is an inhibitor that modulates the transcriptional activity of PPAR-α in the liver.
제1항에 있어서,
상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하여 지방산의 산화를 유도시키는 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물.
The method of claim 1,
The Thrap3 is a composition for treating metabolic diseases, characterized in that it induces oxidation of fatty acids by binding with PPAR-α in the liver.
제1항에 있어서,
상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하여 당 대사를 조절하는 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물.
The method of claim 1,
The Thrap3 is a composition for treating metabolic diseases, characterized in that it regulates sugar metabolism by binding to PPAR-α in the liver.
제1항에 있어서,
상기 Thrap3은 간에서 PPAR-α와 결합하여 지질 대사를 조절하는 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물.
The method of claim 1,
The Thrap3 is a composition for treating metabolic diseases, characterized in that it regulates lipid metabolism by binding with PPAR-α in the liver.
제1항에 있어서,
상기 대사성 질환은 비만, 당뇨병, 고혈압, 심장혈관 질환 및 고지혈증을 포함하는 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물.
The method of claim 1,
The metabolic disease is characterized in that including obesity, diabetes, hypertension, cardiovascular disease and hyperlipidemia, metabolic disease treatment composition.
제7항에 있어서,
상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것을 특징으로 하는, 대사성 질환 치료용 조성물.
The method of claim 7,
The diabetes is characterized in that the type 2 diabetes, metabolic disease treatment composition.
간에서 PPAR-α의 전사 활성을 조절하는 신규한 억제제로서의 Thrap3.
Thrap3 as a novel inhibitor regulating the transcriptional activity of PPAR-α in the liver.
제9항에 있어서,
상기 Thrap3의 도메인 중 c-terminal이 간에서 PPAR-α와 결합하는 것을 특징으로 하는 Thrap3.

The method of claim 9,
Thrap3, characterized in that the c-terminal of the Thrap3 domain binds to PPAR-α in the liver.

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