KR20230137078A - Catecholamine/ADRB2-mediated screening method for the therapeutic agents in liver diseases - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카테콜아민/ADRB2 매개 염증성 쿠퍼세포 사멸 유도 및 간질환 보호방법에 관한 것으로, 본 발명은 장 유래 카테콜아민이 ADRB2 활성화를 통해 간세포에서 GDF15의 생산을 향상시키고, 생성된 GDF15는 염증성 쿠퍼세포에서 ADRB2의 발현을 증가시키며, 결과적으로 카테콜아민에 의한 쿠퍼세포의 세포자멸사를 초래함으로써 간을 보호하는 매커니즘을 확인하였으므로, 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a method for inducing catecholamine/ADRB2-mediated inflammatory Kupffer cell death and protecting against liver disease. The present invention relates to a method in which intestinal-derived catecholamines enhance the production of GDF15 in hepatocytes through ADRB2 activation, and the produced GDF15 is activated by ADRB2 in inflammatory Kupffer cells. Since the mechanism that protects the liver by increasing the expression of and ultimately causing apoptosis of Kupffer cells by catecholamines has been confirmed, it can be usefully used in a screening method for a treatment for alcoholic liver disease.

Description

카테콜아민/ADRB2 매개 간질환 치료제 스크리닝 방법 {Catecholamine/ADRB2-mediated screening method for the therapeutic agents in liver diseases}Catecholamine/ADRB2-mediated screening method for therapeutic agents in liver diseases}

본 발명은 카테콜아민/ADRB2 매개 간질환 치료제 스크리닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a screening method for catecholamine/ADRB2-mediated liver disease treatment.

간은 장에서 유래한 무수한 성분을 대사시키고 처리할 수 있으며, 식품 독소, PAMP/DAMP (pathogen/damage-associated molecular patterns) 및 세로토닌, 도파민 및 카테콜아민과 같은 장/미생물 유래 신경전달물질의 치명적인 손상으로부터 스스로를 보호한다고 알려져 있다. 이러한 복잡한 과정을 처리하려면 간은 교감 및 부교감 신경계에 의해 조절되어야 하며 카테콜아민 대사를 위해서는 모노아민 산화효소 (monoamine oxidase)도 발현해야 한다. 그러나 이식된 간은 신경의 연결 없이 수많은 기능을 수행하는 것으로 관찰되는데, 이 역설적인 현상을 이해하려면 간은 다른 기관의 신경 신호를 받아들이거나 자체 신경 전달 물질을 생성해야 한다. 그러나, 간 항상성에 대한 노르에피네프린 (norepinephrine; NE) 및 에피네프린 (epinephrine, EPI)을 포함한 장 유래 카테콜아민의 유익한 기능은 아직 보고되지 않았다.The liver is capable of metabolizing and processing a myriad of components derived from the gut, protecting it from lethal damage from food toxins, pathogen/damage-associated molecular patterns (PAMPs/DAMPs), and gut/microbe-derived neurotransmitters such as serotonin, dopamine, and catecholamines. They are known to protect themselves. To handle these complex processes, the liver must be regulated by the sympathetic and parasympathetic nervous systems and must also express monoamine oxidase for catecholamine metabolism. However, transplanted livers have been observed to perform numerous functions without neural connections. To understand this paradoxical phenomenon, the liver must either accept nerve signals from other organs or produce its own neurotransmitters. However, the beneficial functions of gut-derived catecholamines, including norepinephrine (NE) and epinephrine (EPI), on liver homeostasis have not yet been reported.

쿠퍼세포 (Kupffer cell, KC)는 α 및 β 아드레날린 수용체 (ADRA 및 ADRB)를 발현하는 것으로 알려져 있다. 그러나 만성 알코올 섭취 후 마우스와 인간의 쿠퍼세포에서 카테콜아민과 그 수용체의 효과와 역할에 관한 정보는 거의 없다. Kupffer cells (KC) are known to express α and β adrenergic receptors (ADRA and ADRB). However, there is little information regarding the effects and roles of catecholamines and their receptors in Kupffer cells in mice and humans after chronic alcohol consumption.

GDF15 (Growth differentiation factor 15)는 다양한 세포에서 분비되고 GFRAL (GDNF family receptor α-like) 및 TGF-β 수용체 II와 같은 2개 이상의 수용체에 작용하기 때문에 지질 및 에너지 대사, 식이 섭취 및 β 세포 생존에서 다양한 기능을 할 수 있다.GDF15 (Growth differentiation factor 15) is secreted by various cells and acts on at least two receptors such as GFRAL (GDNF family receptor α-like) and TGF-β receptor II, so it plays a role in lipid and energy metabolism, dietary intake, and β-cell survival. It can perform various functions.

종래의 선행기술로서 대한민국 공개특허 제10-2019-0020581호에는 GDF15 단백질의 수치를 이용하여 비알코올 지방간에서의 간섬유화를 예측 또는 진단하는 방법을 개시하고 있고, 대한민국 등록특허 제10-1727506호에는 GDF15 단백질이 비만 동물 모델에 투여되었을 때, 몸무게 증가가 억제되고 지방세포생성 (lipogenesis)이 감소됨을 확인함으로써, GDF15 단백질의 지방간 예방 또는 치료용도를 개시하고 있다. 그러나 장내 카테콜아민, 간세포의 GDF15 및 쿠퍼세포의 ADRB2 사이의 삼중 상호작용과 간 질환의 상관관계에 대해서는 개시된 바가 없다.As a prior art, Korean Patent Publication No. 10-2019-0020581 discloses a method for predicting or diagnosing liver fibrosis in non-alcoholic fatty liver disease using the level of GDF15 protein, and Korean Patent No. 10-1727506 discloses a method for predicting or diagnosing liver fibrosis in non-alcoholic fatty liver disease. By confirming that when GDF15 protein was administered to an obese animal model, weight gain was suppressed and adipogenesis (lipogenesis) was reduced, the use of GDF15 protein for preventing or treating fatty liver disease was disclosed. However, the correlation between the triple interaction between intestinal catecholamines, GDF15 in hepatocytes, and ADRB2 in Kupffer cells and liver disease has not been disclosed.

이에, 본 발명자들은 장으로부터 유래된 카테콜아민이 간세포의 ADRB2 활성화를 통해 미토콘드리아 CYP2E1 (cytochrome P450 2E1) 매개 산화 스트레스를 유도하며, 이는 GDF15의 생산을 향상시킴을 확인하였고, 생성된 GDF15는 인접한 염증성 쿠퍼세포의 ADRB2 발현을 유도하여 결과적으로 카테콜아민/ADBR2 의존적 방식으로 염증성 쿠퍼세포의 세포자멸사를 초래하여 간 손상을 보호함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors confirmed that catecholamines derived from the intestine induce mitochondrial CYP2E1 (cytochrome P450 2E1)-mediated oxidative stress through ADRB2 activation in hepatocytes, which enhances the production of GDF15, and the produced GDF15 is stored in adjacent inflammatory Kupffer cells. The present invention was completed by confirming that it protects liver damage by inducing ADRB2 expression, resulting in apoptosis of inflammatory Kupffer cells in a catecholamine/ADBR2-dependent manner.

본 발명의 목적은 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a screening method for a therapeutic agent for alcoholic liver disease.

본 발명의 다른 목적은 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease.

상기 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above purpose,

본 발명은 1) 세포에 피검물질을 처리하는 단계; 2) 상기 단계 1)의 세포에 ADRB2 유전자의 발현 수준 또는 이의 단백질의 활성 수준을 측정하는 단계; 및 3) 상기 단계 2)의 ADRB2 유전자의 발현 수준 또는 이의 단백질의 활성 수준이 피검물질을 처리하지 않은 대조군에 비해 증가된 피검물질을 선별하는 단계; 를 포함하는 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention includes the steps of 1) treating cells with a test substance; 2) measuring the expression level of the ADRB2 gene or the activity level of its protein in the cells of step 1); and 3) selecting a test substance in which the expression level of the ADRB2 gene or the activity level of its protein in step 2) is increased compared to the control group that did not treat the test substance; It provides a screening method for a treatment for alcoholic liver disease, including a.

또한, 본 발명은 ADRB2 작용제 (agonist)를 유효성분으로 포함하는 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.Additionally, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease containing an ADRB2 agonist as an active ingredient.

또한, 본 발명은 카테콜아민을 유효성분으로 포함하는 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.Additionally, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease containing catecholamine as an active ingredient.

본 발명은 카테콜아민/ADRB2 매개 쿠퍼세포 사멸 유도 및 간질환 보호방법에 관한 것으로, 본 발명은 장 유래 카테콜아민이 ADRB2 활성화를 통해 간세포에서 GDF15의 생산을 향상시키고, 생성된 GDF15는 염증성 쿠퍼세포에서 ADRB2의 발현을 증가시키며, 결과적으로 쿠퍼세포의 세포자멸사를 초래함으로써 간을 보호하는 매커니즘을 확인하였으므로, 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a method for inducing catecholamine/ADRB2-mediated Kupffer cell death and protecting against liver disease. The present invention relates to a method for inducing catecholamine/ADRB2-mediated Kupffer cell death and protecting against liver disease. The present invention provides that intestinal-derived catecholamine improves the production of GDF15 in hepatocytes through ADRB2 activation, and the produced GDF15 is an inhibitor of ADRB2 in inflammatory Kupffer cells. Since the mechanism that protects the liver by increasing expression and ultimately causing apoptosis of Kupffer cells has been confirmed, it can be usefully used in a screening method for a treatment for alcoholic liver disease.

도 1a는 8주 동안 pair 또는 4.5% 에탄올을 먹인 WT 마우스의 맹장 (cecum) 용해물, 문맥 혈액 (portal blood) 및 간 (liver) 용해물의 노르에피네프린 및 에피네프린 농도 (pair 섭취군의 경우 n=9, 에탄올 섭취군의 경우 n=11)를 나타낸 도이다.
도 1b는 선형 회귀 분석에 의한 간 카테콜아민과 맹장 카테콜아민의 상관관계를 나타낸 도이다(Pair 섭취군의 경우 n = 9, 에탄올 섭취군의 경우 n = 11).
도 1c는 분리된 마우스 간세포(HEP)의 단일 세포 RNA 시퀀싱 (scRNA-seq)에 의해 분석된 간 구역화에 의한 아드레날린성 수용체 및 Maoa Maob의 상대적 mRNA 발현 수준을 나타낸 도이다 (데이터 수탁 번호: GSE84498).
도 1d는 8주 동안 pair 또는 에탄올을 먹인 WT 마우스 간 조직의 대량 RNA-seq에 의해 분석된 아드레날린성 수용체 및 Maoa Maob의 mRNA 발현을 나타낸 도이다(n = 3/그룹)(데이터 수탁 번호: PRJNA494040).
도 1e는 WT 마우스의 간 조직에서 MAOA, MAOB 및 ADRB2 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석 (3개의 블롯/그룹) 결과를 나타낸 도이다.
도 1f는 WT 마우스의 간 섹션에서 MAOB, MAOA 및 ADRB2의 대표적인 면역형광 염색 결과를 나타낸 도이다 (스케일 바, 50 μm).
도 1g는 WT 마우스(n=3/그룹)의 갓 분리된 HEP, 간 성상 세포 (HSC) 및 쿠퍼 세포(KC)에서 Maoa, MaobAdrb2의 상대적 mRNA 발현을 나타낸 도이다.
도 2a는 WT 마우스의 혈청 GDF15 수준 (pair 섭취군의 경우 n=9, 에탄올 섭취군의 경우 n=11)을 나타낸 도이다.
도 2b는 WT 마우스에서 갓 분리된 HEP, HSC 및 KC에서 Gdf15의 상대적 mRNA 발현(n=3/그룹)을 나타낸 도이다.
도 2c는 WT 마우스에서 혈청 GDF15 수준과 맹장 에피네프린, 노르에피네프린 또는 간 Adrb2 mRNA 수준의 선형 회귀분석에 의한 상관관계를 나타낸 도이다 (pair 섭취군의 경우 n=9, 에탄올 섭취군의 경우 n=11).
도 2d는 WT 마우스의 간 절편에서 GDF15 및 CYP2E1의 대표적인 면역형광 염색 결과를 나타낸 도이다 (central vein; CV, 스케일 바, 50 μm).
도 2e는 에탄올 공급 시간에 의한 WT 마우스의 간 조직에서 CYP2E1, GDF15, ADRB2 및 PKA-Cα 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석(3회 반복) 결과를 나타낸 도이다.
도 2f는 WT 마우스의 전체 간 용해물, 세포질 분획 및 미토콘드리아 분획에서 CYP2E1 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석(3회 반복) 결과를 나타낸 도이다.
도 2g 내지 2k에서 HEP를 WT 마우스에서 새로 분리하고 비히클, 50mM의 에탄올 또는 표시된 용량의 클렌부테롤 (CBL)로 12시간 동안 처리하였다(3회 반복).
도 2g는 HEP의 미토콘드리아 CYP2E1 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석(왼쪽) 및 농도계 분석(오른쪽) 결과를 나타낸 도이다.
도 2h는 HEP에서 ADRB2, PKA-Cα 및 GDF15 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석(2 블롯/그룹) 결과를 나타낸 도이다.
도 2i는 HEP의 배양 배지에서 GDF15 농도(n = 3/그룹)를 나타낸 도이다.
도 2j는 미토콘드리아 산화 스트레스 지표 'MitoSOX'로 염색된 HEP의 대표적인 이미지를 나타낸 도이다 (스케일 바, 50 μm).
도 2k는 알릴 설파이드 (AS, 50μM) 또는 N-아세틸-L-시스테인 (NAC, 100ng/ml)으로 1시간 동안 처리한 후 표시된 용량의 에탄올 및 CBL를 12시간 동안 처리한 HEP에서 Gdf15의 상대적 mRNA 발현 (3회 반복)을 나타낸 도이다.
도 3a 내지 3f에서 GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스에 8주 동안 에탄올 식이를 먹였다 (n = 5/그룹, 3회 실험).
도 3a는 GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스의 에피네프린 및 노르에피네프린의 간문맥 수준을 나타낸 도이다.
도 3b는 GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스의 ALT, GDF15 및 TG의 혈청 수준을 나타낸 도이다.
도 3c는 GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스의 분리된 간 단핵 세포(MNC)에서 F4/80+CD11b+ 대식세포 및 Ly6G+CD11b+ 호중구의 빈도를 분석한 유세포 분석 결과 (왼쪽) 및 막대 그래프 (오른쪽)를 나타낸 도이다.
도 3d는 GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스의 간 절편에서 CYP2E1 및 CLEC4F의 대표적인 면역형광 염색 및 CYP2E1+ 영역의 CLEC4F+ KC 수를 나타낸 도이다 (central vein; CV, 스케일 바, 50 μm).
도 3e는 GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스에서 분리된 쿠퍼세포의 Annexin V 세포자멸사 분석의 평균 형광 강도(MFI)에 대한 대표적인 히스토그램 및 그래프를 나타낸 도이다.
도 3f는 GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스 (n = 3/그룹)에서 분리된 쿠퍼세포의 전-세포사멸 경로 (Atf4, Ddit3, Bak1, Bax, Bcl2l11 Casp3), 항-세포사멸 경로(Mcl1Bcl2), 염증성 유전자 (Il1b, Tnf Ccl2), GDF15 수용체(Tgfbr2) 및 ADRB2 신호 전달(Adrb2, Prkar1aPrkacb) 관련 유전자의 상대적 mRNA 발현정도를 나타낸 도이다.
도 3g 내지 3i에서 쿠퍼세포를 WT 마우스에서 새로 분리하고 6시간 동안 1μM KT5720을 포함하거나 포함하지 않은 지질다당류 (LPS, 100ng/ml)로 처리한 후 표시된 용량의 GDF15 또는 1μM CBL을 추가로 6시간 동안 처리하였다(3회 반복).
도 3g는 LPS 및 비히클 (Veh) 또는 GDF15로 처리된 WT 마우스로부터 분리된 쿠퍼세포에서 아드레날린성 수용체의 상대적 mRNA 발현을 나타낸 도이다.
도 3h는 LPS, GDF15, CBL 또는 KT5720으로 처리된 WT 마우스에서 분리된 쿠퍼세포에서 ADRB2, PKA-Cα 및 Bcl-2 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 결과를 나타낸 도이다 (3회 반복).
도 3i에서 표시된 처리 후 배양 접시의 대표적인 위상차 이미지 (상단 이미지), Annexin V apoptosis 분석에 대한 히스토그램 및 MFI (왼쪽 아래), 부착 (녹색) 또는 부유 (보라색) 쿠퍼세포의 상대 세포 수 (오른쪽 아래)를 나타낸 도이다 (스케일 바, 50 μm).
도 4a 내지 4e에서 8주 동안 pair 또는 에탄올을 먹인 WT 마우스에서 분리된 쿠퍼세포를 이용하여 scRNA-seq 분석하였다.
도 4a는 UMAP에 의한 조건 (상단) 및 KC 클러스터링 (하단)별 주석을 나타낸 도이다.
도 4b 및 4c는 미토콘드리아 유전자의 빈도 및 각 세포당 유전자 수 (B) 및 KC 마커 (Clec4f, Adgre1, Vsig4, Timd4Marco), 침윤된 대식세포 마커 (Ccr2 Cx3cr1), GDF15 수용체 (Gfral), 아드레날린성 수용체 및 PKA 서브유닛 (Prkar1aPrkacb)(C)을 암호화하는 유전자의 상대적 발현 수준을 나타낸 도이다.
도 4d는 각 클러스터의 표시된 경로와 관련된 유전자의 발현 수준을 나타낸 도이다.
도 4e는 pair에서 풍부한 클러스터 (클러스터 3)와 에탄올에서 풍부한 클러스터 (클러스터 1) 사이에 차등적으로 발현된 유전자(왼쪽)와 에탄올에서 풍부한 클러스터에서 선택된 상위 50개의 풍부한 정규 경로(오른쪽)를 나타낸 도이다.
도 4f 내지 4i에서 WT 마우스에 8주 동안 pair 또는 에탄올 식이를 먹였다.
도 4f는 Annexin V 세포자멸사 분석에서 쿠퍼세포의 MFI 값에 대한 대표적인 히스토그램 및 막대 그래프(n = 4/그룹, 3회 반복)를 나타낸 도이다.
도 4g는 간 섹션의 대표적인 CLEC4F 면역형광 염색을 나타낸 도이다 (central vein; CV, portal triad; PT, 스케일 바, 50 μm).
도 4h는 정상 간에서 F4/80+CD11b+ 침윤된 대식세포 (파란색) 및 F4/80hiCD11b+ 상주 쿠퍼세포 (빨간색)에서 CLEC2, TIM4 및 MARCO의 발현 수준을 분석한 도이다.
도 4i는 Pair 또는 에탄올을 먹인 마우스의 쿠퍼세포에서 CLEC2, TIM4, MARCO 및 F4/80의 발현으로 생성된 t-SNE 플롯 (위쪽). F4/80hiCD11b+ 쿠퍼세포의 CLEC2 및 TIM4 또는 TIM4 및 MARCO 발현 수준에 대한 대표적인 유세포 분석 플롯 (아래쪽)을 나타낸 도이다.
도 5a 내지 5f에서는 in situ 폐쇄 간 관류 시스템은 2시간동안 비히클(Veh)을 포함하는 미디아 (media)를 처리한 WT 마우스 또는 LPS (100ng/ml), CBL (1 μM) 및 에탄올 (50mM)(LCE)을 포함하는 미디아를 처리한 WT 및 ADRB1/2 DKO 마우스 (n = 3/그룹, 3회 반복)를 이용하여 수행되었다.
도 5a는 in situ 폐쇄 간 관류 시스템을 나타낸 도이다.
도 5b는 순환 미디아에서 GDF15 및 ALT 수준을 측정한 결과를 나타낸 도이다 (n = 3/그룹).
도 5c는 F4/80hiCD11b+ 쿠퍼세포 (위) 및 쿠퍼세포의 Annexin V 세포자멸사 분석의 히스토그램 및 MFI (아래)에 대한 대표적인 유세포 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 5d는 간 섹션의 CLEC4F의 대표적인 면역형광 염색 결과를 나타낸 도이다 (central vein; CV, portal triad; PT, 스케일 바, 50 μm).
도 5e는 전체 간 용해물에서 ADRB2, PKA-Cα 및 GDF15 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석 및 미토콘드리아 분획에서 CYP2E1 단백질 발현을 나타낸 도이다(2 블롯/그룹).
도 5f는 분리된 쿠퍼세포의 표시된 경로와 관련된 유전자의 상대적 발현 수준을 보여주는 히트맵이다(n = 3/그룹).
도 5g 내지 도 5i에서 30분 동안 Veh 또는 KT5720(1 μM)을 포함하는 미디아를 사용하여 WT 마우스에 in situ 폐쇄 간 관류 시스템을 수행한 다음 1.5시간 동안 LCE를 순환하였다 (n = 3/그룹, 3번 반복).
도 5g는 F4/80hiCD11b+ 쿠퍼세포의 유세포 분석 (위쪽) 및 쿠퍼세포의 Annexin V 세포자멸사 분석의 히스토그램 및 MFI(아래쪽)에 대한 대표적인 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 5h는 전체 간 용해물에서 ADRB2, PKA-Cα 및 GDF15 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석 및 미토콘드리아 분획에서 CYP2E1 단백질 발현을 나타낸 도이다(2 블롯/그룹).
도 5i는 분리된 쿠퍼세포의 표시된 경로와 관련된 유전자의 상대적 발현 수준을 나타내는 히트맵 분석 결과를 나타낸 도이다(n = 3/그룹).
도j 및 도 5k에서 WT 또는 ADRB1/2 DKO 마우스에 in situ 폐쇄 간 관류를 수행하였다.
도 5j는 간 MNC에서 Ly6G+CD11b+ 호중구 및 F4/80+CD11b+ 대식세포의 빈도에 대한 대표적인 유세포 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 5k는 전체 간 조직 (위쪽) 또는 분리된 쿠퍼세포 (아래쪽)에서 Cxcl1, Ccl2, TnfIl1b의 상대적 mRNA 발현을 나타낸 도이다 (n=3/그룹, 3회 반복).
도 6a 내지 도 6f에서 카테콜아민 생성을 억제하기 위하여, WT 마우스에 2주 동안 에탄올 식이를 공급하고 두 그룹으로 나누어 비히클 (Veh; PBS) 또는 푸사르산 (FA; 10 mg/kg, ip, 격일로)을 에탄올을 공급한 또 다른 2주 (n = 5/그룹, 3회 반복)동안 주입하였다 (실험 1). CYP2E1 매개 간 대사를 억제하기 위하여 CYP2E1f/f 및 CYP2E1f/-AlbCre 마우스에게 6주 동안 에탄올 식이를 공급하였다 (n = 4/그룹, 3회 반복) (실험 2). 카테콜아민 수용체를 억제하기 위하여, WT 마우스와 ADRB1/2 DKO 마우스에 8주 동안 에탄올 식이를 먹였다 (n = 5/그룹, 3회 반복) (실험 3).
도 6a는 에피네프린 및 노르에피네프린의 간문맥 농도를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 6b는 GDF15, ALT 및 AST의 혈청 수준을 나타낸 도이다.
도 6c는 전체 간 용해물에서 ADRB2, PKA-Cα 및 GDF15 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석 및 미토콘드리아 분획에서 CYP2E1 단백질 발현(2 블롯/그룹)을 나타낸 도이다.
도 6d는 간 조직에서 Adrb2, Cyp2e1Gdf15의 상대적 mRNA 발현(n = 3/그룹)을 나타낸 도이다 (n.d., not detected).
도 6e는 CYP2E1 및 CLEC4F의 대표적인 면역형광 염색 및 간 섹션의 CYP2E1+ 중심정맥주위 영역에서 CLEC4F+ 쿠퍼세포의 평균 수를 나타낸 도이다 (central vein; CV, portal triad; PT, 스케일 바, 50 μm).
도 6f는 간 F4/80+CD11b+ 대식세포, F4/80+Ly6Chi 또는 F4/80+Ly6Clow 대식세포의 대표적 유세포 분석 패널 (위쪽) 및 F4/80+CD11b+ 대식세포, F4/80+Ly6Chi 또는 F4/80+Ly6Clow 대식세포와 Ly6G+CD11b+ 호중구의 빈도를 보여주는 막대 그래프(아래쪽)이다.
도 7a는 건강한 대조군 및 간 질환이 없는 알코올 섭취 환자 (AWLD, n =14), 알코올성 지방간(AFL, n = 12) 및 알코올성 지방간염(ASH; n=14)의 알코올 환자에서 혈청 노르에피네프린, 에피네프린 및 GDF15 수준을 측정한 도이다.
도 7b는 지방증이 없는 알코올성 환자(n=6), 경증 지방증의 알코올성 환자(n=10) 또는 중증 지방증의 알코올성 환자 (n=7)의 대변 샘플에서 노르에피네프린과 에피네프린 수치를 측정한 도이다.
도 7c는 혈청 GDF15 수준과 혈청 노르에피네프린 또는 에피네프린 수준 (왼쪽 두 그래프) 및 GGT 수준과 혈청 GDF15, 노르에피네프린 또는 에피네프린 수준의 상관 분석 결과를 나타낸 도이다. (건강한 대조군의 경우 n = 7, 알코올 환자의 경우 n = 40).
도 7d는 ADRB2, PKA-Cα, GDF15, MAOA 및 MAOB 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 분석(2개의 블롯/그룹) 결과를 나타낸 도이다.
도 7e는 건강한 대조군과 AWLD 및 AFL 환자의 간 조직에서의 ADRB2, GDF15, MAOAMAOB mRNA 발현 수준의 qRT-PCR 분석 결과를 나타낸 도이다 (n = 3/그룹).
도 7f 및 도 7g에서 분리된 인간 간세포에 비히클, 에탄올 (50mM) 또는 CBL(1μM)이 포함된 에탄올로 12시간 동안 처리하였다 (3회 반복).
도 7f는 ADRB2, PKA-Cα 및 GDF15 단백질 발현의 대표적인 웨스턴 블롯 결과를 나타낸 도이다.
도 7g는 배양 배지의 GDF15 수준을 나타낸 도이다 (3회 반복).
도 7h는 건강한 대조군 및 AFL 환자에서 MAOA, MAOB, ADRB2, CD68, CYP2E1 및 GDF15에 대한 간 섹션의 대표적인 H&E 및 면역염색 결과를 나타낸 도이다.
도 7i는 CD68+ 세포의 수를 나타낸 도이다.
도 7j는 건강한 기증자로부터 갓 분리된 인간 쿠퍼세포에 LPS (100ng/ml), GDF15 (100ng/ml) 및 CBL (1μM)를 6시간 동안 처리하고 Annexin V apoptosis assay를 수행한 결과를 나타낸 도이다.
도 7k는 건강한 기증자로부터 갓 분리된 인간 쿠퍼세포에 LPS (100ng/ml), GDF15 (100ng/ml) 및 CBL (1μM)를 6시간 동안 처리하고 qRT-PCR 분석을 수행한 결과를 나타낸 도이다.
도 7l은 건강한(n=7) 및 알코올성 간염 환자(AH; n=15)의 간 조직에서 GDF15, ADRB2, MAOAMAOB의 상대적 mRNA 발현 수준을 마이크로어레이에서 분석한 결과를 나타낸 도이다 (데이터 수탁 번호: GSE28619).
도 7m은 건강한 대조군 및 알코올성 간경변증 (ALC) 환자의 간 섹션에서 CYP2E1, GDF15 및 CD68의 대표적인 면역염색 결과를 나타낸 도이다.
도 7n은 알코올에 의한 장내 세균 불균형에 의한 '삼각' 상호작용의 개략도를 나타낸 도이다.
도 8은 만성 알코올 섭취 시 장에서 유래한 카테콜아민에 의한 염증성 쿠퍼세포의 사멸로 간 손상이 보호됨을 나타낸 도이다.
Figure 1a shows norepinephrine and epinephrine concentrations in cecum lysates, portal blood, and liver lysates of WT mice fed pair or 4.5% ethanol for 8 weeks (n=for pair fed group). 9, This figure shows n=11 for the ethanol intake group.
Figure 1b is a diagram showing the correlation between liver catecholamines and cecal catecholamines by linear regression analysis (n = 9 for the pair intake group, n = 11 for the ethanol intake group).
Figure 1c is a diagram showing the relative mRNA expression levels of adrenergic receptors and Maoa and Maob by liver zonation analyzed by single cell RNA sequencing (scRNA-seq) of isolated mouse hepatocytes (HEP) (data accession number: GSE84498 ).
Figure 1d shows the mRNA expression of adrenergic receptors and Maoa and Maob analyzed by bulk RNA-seq in liver tissue of WT mice fed pair or ethanol for 8 weeks (n = 3/group) (data accession number: PRJNA494040).
Figure 1e shows the results of representative Western blot analysis (3 blots/group) of MAOA, MAOB, and ADRB2 protein expression in liver tissue of WT mice.
Figure 1f is a diagram showing representative immunofluorescence staining results of MAOB, MAOA, and ADRB2 in liver sections of WT mice (scale bar, 50 μm).
Figure 1g is a diagram showing the relative mRNA expression of Maoa, Maob, and Adrb2 in freshly isolated HEP, hepatic stellate cells (HSC), and Kupffer cells (KC) from WT mice (n=3/group).
Figure 2a is a diagram showing the serum GDF15 level of WT mice (n=9 for pair intake group, n=11 for ethanol intake group).
Figure 2b is a diagram showing the relative mRNA expression of Gdf15 (n=3/group) in HEP, HSC, and KC freshly isolated from WT mice.
Figure 2c is a diagram showing the correlation between serum GDF15 levels and cecal epinephrine, norepinephrine, or liver Adrb2 mRNA levels in WT mice by linear regression analysis (n=9 for pair intake group, n=11 for ethanol intake group) ).
Figure 2d is a diagram showing representative immunofluorescence staining results for GDF15 and CYP2E1 in liver sections of WT mice (central vein; CV, scale bar, 50 μm).
Figure 2e is a diagram showing the results of representative Western blot analysis (repeated three times) of CYP2E1, GDF15, ADRB2, and PKA-Cα protein expression in liver tissue of WT mice according to ethanol supply time.
Figure 2f is a diagram showing the results of a representative Western blot analysis (repeated three times) of CYP2E1 protein expression in whole liver lysate, cytoplasmic fraction, and mitochondrial fraction of WT mice.
In Figures 2G-2K, HEPs were freshly isolated from WT mice and treated with vehicle, 50 mM ethanol, or the indicated doses of clenbuterol (CBL) for 12 h (repeated three times).
Figure 2g shows representative Western blot analysis (left) and densitometric analysis (right) results of mitochondrial CYP2E1 protein expression in HEP.
Figure 2h is a diagram showing the results of representative Western blot analysis (2 blots/group) of ADRB2, PKA-Cα, and GDF15 protein expression in HEP.
Figure 2i is a diagram showing the concentration of GDF15 (n = 3/group) in the culture medium of HEP.
Figure 2j is a diagram showing a representative image of HEP stained with the mitochondrial oxidative stress indicator 'MitoSOX' (scale bar, 50 μm).
Figure 2k shows the relative mRNA of Gdf15 in HEPs treated with allyl sulfide (AS, 50 μM) or N-acetyl-L-cysteine (NAC, 100 ng/ml) for 1 hour followed by the indicated doses of ethanol and CBL for 12 hours. This is a diagram showing expression (repeated 3 times).
In Figures 3A to 3F, GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mice were fed an ethanol diet for 8 weeks (n = 5/group, 3 experiments).
Figure 3a is a diagram showing portal venous levels of epinephrine and norepinephrine in GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mice.
Figure 3b is a diagram showing serum levels of ALT, GDF15, and TG in GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mice.
Figure 3c shows flow cytometry results (left) and bar graphs analyzing the frequencies of F4/80 + CD11b + macrophages and Ly6G + CD11b + neutrophils in isolated liver mononuclear cells (MNC) from GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mice (left). This is a diagram showing (right).
Figure 3D is a diagram showing representative immunofluorescence staining of CYP2E1 and CLEC4F and the number of CLEC4F + KC in the CYP2E1 + region in liver sections of GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mice (central vein; CV, scale bar, 50 μm).
Figure 3e is a diagram showing a representative histogram and graph for the mean fluorescence intensity (MFI) of Annexin V apoptosis analysis of Kupffer cells isolated from GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mice.
Figure 3f shows the pro-apoptotic pathway ( Atf4, Ddit3, Bak1, Bax, Bcl2l11 and Casp3) and anti-apoptotic pathway ( Mcl1 ) of Kupffer cells isolated from GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mice (n = 3/group). and Bcl2 ), inflammatory genes ( Il1b, Tnf , and Ccl2) , GDF15 receptor ( Tgfbr2 ), and ADRB2 signaling ( Adrb2, Prkar1a, and Prkacb ).
In Figures 3g to 3i, Kupffer cells were freshly isolated from WT mice and treated with lipopolysaccharide (LPS, 100 ng/ml) with or without 1 μM KT5720 for 6 h, followed by the indicated doses of GDF15 or 1 μM CBL for an additional 6 h. Processed for a while (repeated 3 times).
Figure 3g is a diagram showing the relative mRNA expression of adrenergic receptors in Kupffer cells isolated from WT mice treated with LPS and vehicle (Veh) or GDF15.
Figure 3h shows representative Western blot results of ADRB2, PKA-Cα, and Bcl-2 protein expression in Kupffer cells isolated from WT mice treated with LPS, GDF15, CBL, or KT5720 (repeated three times).
Representative phase contrast images of culture dishes after the treatments shown in Figure 3I (top image), histogram and MFI for Annexin V apoptosis assay (bottom left), and relative cell number of adherent (green) or floating (purple) Kupffer cells (bottom right). (Scale bar, 50 μm).
In Figures 4a to 4e, scRNA-seq analysis was performed using Kupffer cells isolated from WT mice fed pair or ethanol for 8 weeks.
Figure 4a is a diagram showing annotations by UMAP conditions (top) and KC clustering (bottom).
Figures 4B and 4C show the frequency of mitochondrial genes and number of genes per each cell (B) and KC markers ( Clec4f, Adgre1, Vsig4, Timd4, and Marco ), infiltrated macrophage markers ( Ccr2 and Cx3cr1) , GDF15 receptor ( Gfral ), This is a diagram showing the relative expression levels of genes encoding adrenergic receptors and PKA subunits ( Pkar1a and Prkacb) (C).
Figure 4D is a diagram showing the expression levels of genes related to the indicated pathways in each cluster.
Figure 4E shows differentially expressed genes (left) between the cluster enriched in pair (cluster 3) and the cluster enriched in ethanol (cluster 1) and the top 50 enriched canonical pathways selected from the cluster enriched in ethanol (right). am.
In Figures 4F to 4I, WT mice were fed a pair or ethanol diet for 8 weeks.
Figure 4f is a diagram showing representative histograms and bar graphs (n = 4/group, repeated 3 times) for MFI values of Kupffer cells in Annexin V apoptosis analysis.
Figure 4g is a diagram showing representative CLEC4F immunofluorescence staining of a liver section (central vein; CV, portal triad; PT, scale bar, 50 μm).
Figure 4h is a diagram analyzing the expression levels of CLEC2, TIM4, and MARCO in F4/80 + CD11b + infiltrated macrophages (blue) and F4/80 hi CD11b + resident Kupffer cells (red) in normal liver.
Figure 4i is a t-SNE plot generated by the expression of CLEC2, TIM4, MARCO, and F4/80 in Kupffer cells of mice fed Pair or ethanol (top). This diagram shows a representative flow cytometry plot (bottom) for the expression levels of CLEC2 and TIM4 or TIM4 and MARCO in F4/80 hi CD11b + Kupffer cells.
In Figures 5A to 5F, the in situ closed liver perfusion system was performed on WT mice treated with media containing vehicle (Veh) or LPS (100ng/ml), CBL (1 μM), and ethanol (50mM) for 2 hours. This was performed using WT and ADRB1/2 DKO mice (n = 3/group, 3 replicates) treated with media containing LCE).
Figure 5a is a diagram showing an in situ closed liver perfusion system.
Figure 5b is a diagram showing the results of measuring GDF15 and ALT levels in circulating media (n = 3/group).
Figure 5c is a diagram showing representative flow cytometry results for F4/80 hi CD11b + Kupffer cells (top) and Annexin V apoptosis analysis of Kupffer cells and MFI (bottom).
Figure 5d is a diagram showing representative immunofluorescence staining results of CLEC4F in liver sections (central vein; CV, portal triad; PT, scale bar, 50 μm).
Figure 5E is a representative Western blot analysis of ADRB2, PKA-Cα and GDF15 protein expression in whole liver lysate and CYP2E1 protein expression in mitochondrial fraction (2 blots/group).
Figure 5F is a heatmap showing the relative expression levels of genes involved in the indicated pathways in isolated Kupffer cells (n = 3/group).
In Figures 5G-5I, WT mice were subjected to an in situ closed liver perfusion system using media containing Veh or KT5720 (1 μM) for 30 min and then cycled LCE for 1.5 h (n = 3/group; (repeat 3 times).
Figure 5g is a diagram showing representative analysis results for flow cytometry analysis of F4/80 hi CD11b + Kupffer cells (top) and histogram and MFI (bottom) of Annexin V apoptosis analysis of Kupffer cells.
Figure 5h is a representative Western blot analysis of ADRB2, PKA-Cα and GDF15 protein expression in whole liver lysate and CYP2E1 protein expression in mitochondrial fraction (2 blots/group).
Figure 5i is a diagram showing the results of heatmap analysis showing the relative expression levels of genes related to the indicated pathways in isolated Kupffer cells (n = 3/group).
In Figure J and Figure 5K, in situ closed liver perfusion was performed on WT or ADRB1/2 DKO mice.
Figure 5j is a diagram showing representative flow cytometry results for the frequencies of Ly6G + CD11b + neutrophils and F4/80 + CD11b + macrophages in liver MNC.
Figure 5k is a diagram showing the relative mRNA expression of Cxcl1, Ccl2, Tnf , and Il1b in whole liver tissue (top) or isolated Kupffer cells (bottom) (n=3/group, repeated 3 times).
6A to 6F, to inhibit catecholamine production, WT mice were fed an ethanol diet for 2 weeks and divided into two groups with vehicle (Veh; PBS) or fusaric acid (FA; 10 mg/kg, i.p., every other day). ) were injected for another 2 weeks (n = 5/group, repeated 3 times) while receiving ethanol (Experiment 1). To inhibit CYP2E1-mediated hepatic metabolism, CYP2E1 f/f and CYP2E1 f/-AlbCre mice were fed an ethanol diet for 6 weeks (n = 4/group, repeated 3 times) (Experiment 2). To inhibit catecholamine receptors, WT mice and ADRB1/2 DKO mice were fed an ethanol diet for 8 weeks (n = 5/group, repeated 3 times) (Experiment 3).
Figure 6a is a diagram showing the results of analyzing the portal vein concentrations of epinephrine and norepinephrine.
Figure 6b is a diagram showing serum levels of GDF15, ALT, and AST.
Figure 6C is a representative Western blot analysis of ADRB2, PKA-Cα and GDF15 protein expression in whole liver lysates and CYP2E1 protein expression in mitochondrial fractions (2 blots/group).
Figure 6d is a diagram showing the relative mRNA expression (n = 3/group) of Adrb2, Cyp2e1, and Gdf15 in liver tissue (nd, not detected).
Figure 6e is a diagram showing representative immunofluorescence staining of CYP2E1 and CLEC4F and the average number of CLEC4F + Kupffer cells in the CYP2E1 + pericentral vein region of liver sections (central vein; CV, portal triad; PT, scale bar, 50 μm) .
Figure 6F shows a representative flow cytometry panel (top) of liver F4/80 + CD11b + macrophages, F4/80 + Ly6C hi or F4/80 + Ly6C low macrophages (top) and F4/80 + CD11b + macrophages, F4/80 + Bar graph (bottom) showing the frequency of Ly6C hi or F4/80 + Ly6C low macrophages and Ly6G + CD11b + neutrophils.
Figure 7A shows serum norepinephrine and epinephrine in healthy controls and alcoholic patients without liver disease (AWLD, n = 14), alcoholic fatty liver disease (AFL, n = 12), and alcoholic steatohepatitis (ASH; n = 14). And this is a diagram measuring the level of GDF15.
Figure 7b is a diagram measuring norepinephrine and epinephrine levels in stool samples from alcoholic patients without steatosis (n=6), alcoholic patients with mild steatosis (n=10), or alcoholic patients with severe steatosis (n=7).
Figure 7c is a diagram showing the results of correlation analysis between serum GDF15 level and serum norepinephrine or epinephrine level (left two graphs) and GGT level and serum GDF15, norepinephrine or epinephrine level. (n = 7 for healthy controls, n = 40 for alcohol patients).
Figure 7d shows representative Western blot analysis results (2 blots/group) of ADRB2, PKA-Cα, GDF15, MAOA and MAOB protein expression.
Figure 7e shows the results of qRT-PCR analysis of ADRB2 , GDF15 , MAOA and MAOB mRNA expression levels in liver tissues of healthy controls and AWLD and AFL patients (n = 3/group).
In Figures 7f and 7g, isolated human hepatocytes were treated with vehicle, ethanol (50mM), or ethanol containing CBL (1μM) for 12 hours (repeated 3 times).
Figure 7f is a diagram showing representative Western blot results of ADRB2, PKA-Cα, and GDF15 protein expression.
Figure 7g is a diagram showing the level of GDF15 in culture medium (repeated 3 times).
Figure 7h shows representative H&E and immunostaining results of liver sections for MAOA, MAOB, ADRB2, CD68, CYP2E1, and GDF15 in healthy controls and AFL patients.
Figure 7i is a diagram showing the number of CD68 + cells.
Figure 7j shows the results of Annexin V apoptosis assay after treating human Kupffer cells freshly isolated from a healthy donor with LPS (100ng/ml), GDF15 (100ng/ml), and CBL (1μM) for 6 hours.
Figure 7k shows the results of qRT-PCR analysis after treating human Kupffer cells freshly isolated from a healthy donor with LPS (100ng/ml), GDF15 (100ng/ml), and CBL (1μM) for 6 hours.
Figure 7l shows the results of microarray analysis of the relative mRNA expression levels of GDF15, ADRB2, MAOA , and MAOB in liver tissues of healthy (n = 7) and alcoholic hepatitis patients (AH; n = 15) (data accession) Number: GSE28619).
Figure 7m shows representative immunostaining results for CYP2E1, GDF15, and CD68 in liver sections from healthy controls and patients with alcoholic cirrhosis (ALC).
Figure 7n is a schematic diagram of the 'triangular' interaction caused by alcohol-induced intestinal bacterial imbalance.
Figure 8 is a diagram showing that liver damage is protected by the death of inflammatory Kupffer cells by catecholamines derived from the intestine during chronic alcohol consumption.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 1) 세포에 피검물질을 처리하는 단계; 2) 상기 단계 1)의 세포에 ADRB2 유전자의 발현 수준 또는 이의 단백질의 활성 수준을 측정하는 단계; 및 3) 상기 단계 2)의 ADRB2 유전자의 발현 수준 또는 이의 단백질의 발현 수준이 피검물질을 처리하지 않은 대조군에 비해 증가된 피검물질을 선별하는 단계; 를 포함하는 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.The present invention includes the steps of 1) treating cells with a test substance; 2) measuring the expression level of the ADRB2 gene or the activity level of its protein in the cells of step 1); and 3) selecting a test substance in which the expression level of the ADRB2 gene or the expression level of its protein in step 2) is increased compared to the control group that did not treat the test substance; It provides a screening method for a treatment for alcoholic liver disease, including a.

상기 세포는 쿠퍼세포 (Kupffer cell) 일 수 있다. 쿠퍼세포는 간을 구성하는 세포로 세균과 바이러스에 대한 항체를 만들어 몸안에 들어오는 이물질을 처리하는 대식세포이다. The cells may be Kupffer cells. Kupffer cells are cells that make up the liver and are macrophages that produce antibodies against bacteria and viruses and process foreign substances entering the body.

GDF-15는 대식세포 억제 사이토카인-1 (macrophage inhibitory cytokine 1, MIC-1)이라고도 불리며, 다른 이름으로 placental TGF-β prostate-derived factor (PDF), nonsteroidal anti-inflammatory drug-activator gene (NAG-1) 등으로 불리기도 한다. 정상적인 조건에서 GDF-15는 대부분의 기관에서 낮은 농도로 발현되며 간, 신장, 심장 및 폐와 같은 기관의 손상으로 인해 상향 조절된다고 알려져 있다. GDF-15 is also called macrophage inhibitory cytokine 1 (MIC-1), and other names include placental TGF-β prostate-derived factor (PDF), nonsteroidal anti-inflammatory drug-activator gene (NAG- 1) It is also called etc. Under normal conditions, GDF-15 is expressed at low levels in most organs and is known to be upregulated due to damage to organs such as the liver, kidneys, heart, and lungs.

상기 단계 1)의 피검물질은 펩티드, 단백질, 비펩티드성 화합물, 활성 화합물, 발효 생산물, 세포 추출액, 식물추출액, 동물조직 추출액 및 혈장으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.The test substance in step 1) may be one or more selected from the group consisting of peptides, proteins, non-peptide compounds, active compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, and plasma.

상기 단계 2)의 유전자의 발현 수준은 실시간 중합효소 연쇄 반응 (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction, RT-PCR)), 정량 실시간 PCR (quantified real time PCR), 경쟁적 RT-PCR (Competitive RT-PCR), 실시간 RT-PCR (real time quantitative RT-PCR), RNase 보호 분석법 (RPA; RNase protection assay), 노던 블럿팅 (Northern blotting) 및 DNA 칩 분석법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 측정될 수 있다.The expression level of the gene in step 2) is determined by real-time polymerase chain reaction (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction, RT-PCR), quantified real time PCR, competitive RT-PCR, real-time It can be measured by any one or more methods selected from the group consisting of real time quantitative RT-PCR (RT-PCR), RNase protection assay (RPA), Northern blotting, and DNA chip analysis.

상기 단계 2)의 단백질의 발현 수준은 효소면역분석법 (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA), 방사능면역분석법 (radioimmunoassays), 샌드위치 효소면역분석법, 면역침강법 (immunoprecipitation), 웨스턴 블롯 (western blot), 면역조직화학염색법 (immunohistochemistry), 형광면역법 (fluoroimmunoassay), 및 유세포 분석법 (Fluorescence-activated cell sorting, FACS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 측정될 수 있다.The expression level of the protein in step 2) was determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), radioimmunoassays, sandwich enzyme-linked immunosorbent assay, immunoprecipitation, western blot, and immunosorbent assay. It can be measured by any one or more methods selected from the group consisting of histochemical staining (immunohistochemistry), fluoroimmunoassay, and flow cytometry (Fluorescence-activated cell sorting (FACS)).

본 발명의 아드레날린 수용체 (adrenergic receptor)는 아드레날린성 뉴런 (adrenergic neuron) 말단부에서 분비되는 신경전달물질인 노르에피네프린, 또는 부신속질 (adrenal medulla)에서 분비하는 에피네프린과 결합하는 수용체이다. 아드레날린 수용체에는 α1, α2, β1, β2 및 β3 아드레날린 수용체가 있으며, 이 수용체들은 일반적으로 교감신경계의 활성화에 의해 그 기능을 나타내며, 각각의 기능은 작용하는 기관이나 조직에 따라서 상이하다. The adrenergic receptor of the present invention is a receptor that binds to norepinephrine, a neurotransmitter secreted from the terminal part of an adrenergic neuron, or epinephrine secreted from the adrenal medulla. Adrenergic receptors include α1, α2, β1, β2, and β3. These receptors generally display their functions through activation of the sympathetic nervous system, and each function is different depending on the organ or tissue on which it acts.

상기 알코올성 간질환에는 알코올성 지방간, 알코올성 지방간염 또는 알코올성 간염 등이 있다.The alcoholic liver disease includes alcoholic fatty liver, alcoholic steatohepatitis, or alcoholic hepatitis.

또한, 본 발명은 ADRB2 작용제 (agonist)를 유효성분으로 포함하는 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.Additionally, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease containing an ADRB2 agonist as an active ingredient.

본 발명에서 작용제 (agonists)는 표적 유전자 또는 단백질의 발현이나 표적 단백질의 활성을 증대시키는 작용을 하는 물질, 즉 유전자, 단백질, 화합물 등을 의미한다. 수용체 작용제 (receptor agonist)는 생체 내의 수용체 분자에 작용하여 신경전달물질이나 호르몬 등과 비슷한 기능을 하거나 그러한 기능을 돕는 물질이다. In the present invention, agonists refer to substances that act to increase the expression of a target gene or protein or the activity of a target protein, that is, a gene, protein, compound, etc. A receptor agonist is a substance that acts on receptor molecules in the body and performs functions similar to those of neurotransmitters or hormones or assists such functions.

상기 ADRB2 작용제는 ADRB2 수용체에 작용하여 신경전달물질 (예를 들어 에피네프린)의 생성을 돕거나 신경전달물질이 분해되지 않도록 함으로써 또는 재흡수되지 않도록함으로써 이를 유지시키거나 신경전달물질의 분비를 증가시키는 등의 역할을 한다면 모두 ADRB2 작용제로 간주할 수 있다. The ADRB2 agonist acts on the ADRB2 receptor to help produce neurotransmitters (e.g., epinephrine), maintain neurotransmitters by preventing them from being decomposed or reabsorbed, or increase secretion of neurotransmitters, etc. If they play a role, they can all be considered ADRB2 agonists.

ADRB2 작용제는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 예를들어, 클렌부테롤 (clenbuterol), 레살부타몰 Levosalbutamol), 아이소프로테레놀 (Isoproterenol) (β1 및 β2), 메타프로테레놀 (Metaproterenol), 테르부탈린 (Terbutaline), 아이소에타린 (Isoetarine), 피르부테롤 (pirbuterol), 프로카테롤 (procaterol), 리토드린 (ritodrine), 에피네프린 (epinephrine), 페노테롤(fenoterol), 부톡사민 (butoxamine), 살부타몰 (salbutamol), 포르모테롤 (formoterol) 또는 살메테롤 (salmeterol)을 포함할 수 있다. 본 발명의, 실험예에서 바람직한 ADRB2 작용제는 클렌부테롤이다. 클렌부테롤은 매우 선택적인 ADRB2 작용제이며, 숙련된 기술자에게 공지되어 있을 것이다.ADRB2 agonists are well known to those skilled in the art and include, for example, clenbuterol, levosalbutamol, Isoproterenol (β1 and β2), Metaproterenol, and terbutaline. (Terbutaline), Isoetarine, pirbuterol, procaterol, ritodrine, epinephrine, fenoterol, butoxamine, salbuta It may include salbutamol, formoterol, or salmeterol. In the present invention, the preferred ADRB2 agonist in the experimental examples is clenbuterol. Clenbuterol is a highly selective ADRB2 agonist and will be known to those skilled in the art.

본 발명의 약학적 조성물은 추가적으로 용매, 부형제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 용매에는 생리식염수, 증류수 등이 포함되며, 상기 부형제에는 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 하이드록사이드 또는 알루미늄 포타슘 설페이트 등이 포함되나, 이에 제한되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 약학적 조성물의 제조에 사용하는 물질을 더 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may additionally include solvents, excipients, etc. The solvent includes physiological saline, distilled water, etc., and the excipient includes, but is not limited to, aluminum phosphate, aluminum hydroxide, or aluminum potassium sulfate, and is commonly used in the production of pharmaceutical compositions in the field to which the present invention pertains. Additional substances used may be included.

본 발명의 약학적 조성물은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 이용되는 방법으로 제조할 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 경구형 또는 비경구형 제제로 제조할 수 있고, 바람직하게는 비경구형 제제인 주사액제로 제조하며, 진피 내, 근육 내, 복막 내, 정맥 내, 피하 내, 비강 또는 경막 외 (eidural) 경로로 투여할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be prepared by methods commonly used in the technical field to which the present invention pertains. The pharmaceutical composition of the present invention can be prepared as an oral or parenteral preparation, and is preferably prepared as an injection solution, which is a parenteral preparation, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, intravenous, subcutaneous, nasal or epidural. It can be administered by the (eidural) route.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적 유효량으로 투여한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 화합물의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 1 kg 당 0.1 mg 내지 100 mg, 바람직하게는 0.5 mg 내지 10 mg을 매일 또는 격일 투여하거나, 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나 투여 경로, 질환의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.The pharmaceutical composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. Specifically, the effective amount of the compound according to the present invention may vary depending on the patient's age, gender, and body weight, and is generally administered at 0.1 mg to 100 mg, preferably 0.5 mg to 10 mg, per kg of body weight every day or every other day. Alternatively, it can be administered in divided doses 1 to 3 times a day. However, since it may increase or decrease depending on the route of administration, severity of disease, gender, weight, age, etc., the above dosage does not limit the scope of the present invention in any way.

상기 알코올성 간질환은 위에서 상술한 바와 같다.The alcoholic liver disease is as described above.

또한, 본 발명은 카테콜아민을 유효성분으로 포함하는 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.Additionally, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease containing catecholamine as an active ingredient.

상기 카테콜아민은 카테콜에서 유래된 모노아민 계열 신경전달물질 또는 호르몬을 총칭해서 일컫는 말이다. 생체내 카테콜아민에는 도파민, 노르에피네프린, 에피네프린이 있다. 이들은 모두 아미노산의 일종인 티로신으로부터 만들어진다. 페닐알라닌 수산화효소 (phenylalanine hydroxylase)에 의해 페닐알라닌이 수산화되면 티로신이 만들어진다. 또는 외부 음식으로도 섭취할 수 있다. 카테콜아민을 분비하는 신경세포 또는 신경내분비세포는 이 티로신을 일련의 생화학적 과정을 거쳐 도파 (L-DOPA)로 변환시킨다. 이후 도파는 각각의 효소에 의해 순서대로 도파민, 노르에피네프린, 에피네프린으로 변환되어 소포에 저장된다. 이후 특정 신경자극에 의해 세포외방출 (exocytosis)이 일어나면 세포는 카테콜아민을 혈액이나 시냅스 후 뉴런 (postsynaptic neuron)에 분비한다. The catecholamine is a general term for monoamine-based neurotransmitters or hormones derived from catechol. Catecholamines in vivo include dopamine, norepinephrine, and epinephrine. They are all made from tyrosine, a type of amino acid. Tyrosine is created when phenylalanine is hydroxylated by phenylalanine hydroxylase. Alternatively, it can be consumed as external food. Nerve cells or neuroendocrine cells that secrete catecholamines convert this tyrosine into dopa (L-DOPA) through a series of biochemical processes. Afterwards, dopa is converted into dopamine, norepinephrine, and epinephrine in that order by each enzyme and stored in vesicles. Afterwards, when exocytosis occurs due to a specific nerve stimulus, the cell secretes catecholamines into the blood or postsynaptic neurons.

상기 약학적 조성물은 위에서 상술한 바와 같다.The pharmaceutical composition is as described above.

상기 알코올성 간질환은 위에서 상술한 바와 같다.The alcoholic liver disease is as described above.

본 발명의 구체적인 실험예에서, 만성적으로 에탄올을 먹인 마우스에서 동열량의 말토스-덱스트린을 함유한 Lieber-DeCarli 에탄올 식이 (pair)를 먹인 마우스보다 맹장, 문맥 혈액 및 간 조직에서 노르에피네프린 및 에피네프린의 농도가 유의하게 높았으며 (도 1a 참조), 간 카테콜아민 수준이 맹장 카테콜아민 수준과 양의 상관관계가 있음을 확인하였다 (도 1b 참조). 또한, 건강한 마우스에서 아드레날린 수용체와 관련된 유전자의 발현이 간 영역에 따라 다르며, 특히 Adrb2는 중심정맥 주변에 발현됨을 확인하였고 (도 1c 참조), Pair를 먹인 마우스와 비교하여 에탄올을 먹인 마우스에서 Maoa, MaobAdrb2 mRNA 및 단백질 수준이 높음을 확인하였다 (도 1d 및 도 1e 참조). 또한, Pair를 먹인 마우스와 비교하여 에탄올을 먹인 마우스에서는 ADRB2 단백질 발현이 중심정맥 (CV) 주변부에서 증가함을 확인하였고, Adrb2 mRNA는 간세포와 쿠퍼세포 모두에서 증가함을 확인하였다 (도 1g 참조). 상기의 결과들을 통해 만성 알코올 섭취 시 장내 카테콜아민이 정맥 병변에서 증가된 MAOA 및 ADRB2와 관련된다는 것을 알 수 있다.In a specific experimental example of the present invention, mice chronically fed ethanol had higher levels of norepinephrine and epinephrine in the cecum, portal blood, and liver tissue than mice fed a Lieber-DeCarli ethanol diet (pair) containing the same amount of maltose-dextrin. The concentration was significantly high (see Figure 1a), and it was confirmed that the liver catecholamine level was positively correlated with the cecal catecholamine level (see Figure 1b). Additionally, in healthy mice, the expression of genes related to adrenergic receptors differed depending on the liver region, and in particular, Adrb2 was confirmed to be expressed around the central vein (see Figure 1c), and Maoa, Maoa, and It was confirmed that Maob and Adrb2 mRNA and protein levels were high (see Figures 1d and 1e). In addition, compared to mice fed Pair, ADRB2 protein expression was confirmed to increase in the periphery of the central vein (CV) in mice fed ethanol, and Adrb2 mRNA was confirmed to increase in both hepatocytes and Kupffer cells (see Figure 1g). . The above results show that intestinal catecholamines are associated with increased MAOA and ADRB2 in venous lesions during chronic alcohol consumption.

또한, pair를 먹인 마우스에 비해 에탄올을 먹인 마우스의 혈청 및 간세포에서 GDF15 수준이 증가함을 확인하였으며 (도 2a 및 2b 참조), 혈청 GDF15 수준은 맹장의 카테콜아민 및 간의 Adrb2 mRNA 수준과 양의 상관관계가 있음을 확인하였다 (도 2c 참조). 또한, CYP2E1 및 GDF15의 발현이 ADRB2가 발현되는 중심정맥주위 간세포에서 증가됨을 확인하였고 (도 2d 참조), 간에서의 CYP2E1, GDF15, ADRB2 및 그 하류 (downstream)에 존재하는 PKA-Cα의 수준이 에탄올 섭취 시간이 증가함에 따라 점차적으로 증가함을 확인하였다 (도 2e 참조). 에탄올 급여 시 CYP2E1 수준이 세포질보다 미토콘드리아에서 더 높았음을 확인하였고 (도 2f 참조), 에탄올 또는 ADRB2 작용제 (CBL) 처리에 의해 간세포의 미토콘드리아 CYP2E1 수준이 증가함을 확인하였다 (도 2g 참조). 이 때, CBL을 이용한 ADRB2의 자극이 CYP2E1을 미토콘드리아로 전달하는 조절자인 PKA-Cα의 단백질 수준을 증가시킴을 확인하였다 (도 2h). 또한, 간세포에서 에탄올 단독 처리시 또는 에탄올 처리 후 CBL 처리시, CBL 농도에 의존적으로 GDF15의 생산이 증가함을 확인하였다 (도 2i 참조). 에탄올과 함께 CBL을 처리한 경우, 미토콘드리아 산화적 스트레스가 증가하였고 (도 2j 참조), CYP2E1 억제제 또는 항산화제 처리는 Gdf15 mRNA 발현을 억제하였다 (도 2k 참조). 상기의 결과들을 통해 간 ADRB2 자극이 미토콘드리아 CYP2E1 매개 산화 스트레스를 통해 GDF15 생산을 증가시킴을 알 수 있다.In addition, it was confirmed that the level of GDF15 increased in the serum and liver cells of mice fed ethanol compared to mice fed pair (see Figures 2a and 2b), and the level of serum GDF15 was positively correlated with catecholamines in the cecum and Adrb2 mRNA levels in the liver. It was confirmed that there was (see Figure 2c). In addition, it was confirmed that the expression of CYP2E1 and GDF15 was increased in hepatocytes around the central vein where ADRB2 was expressed (see Figure 2d), and the levels of CYP2E1, GDF15, ADRB2 and their downstream PKA-Cα in the liver were increased. It was confirmed that it gradually increased as the ethanol intake time increased (see Figure 2e). It was confirmed that the level of CYP2E1 was higher in the mitochondria than in the cytoplasm when ethanol was fed (see Figure 2f), and the level of mitochondrial CYP2E1 in hepatocytes was confirmed to increase by treatment with ethanol or ADRB2 agonist (CBL) (see Figure 2g). At this time, it was confirmed that stimulation of ADRB2 using CBL increased the protein level of PKA-Cα, a regulator of CYP2E1 delivery to mitochondria (Figure 2h). In addition, it was confirmed that when hepatocytes were treated with ethanol alone or with CBL after ethanol treatment, the production of GDF15 increased in a CBL concentration-dependent manner (see Figure 2i). When CBL was treated with ethanol, mitochondrial oxidative stress increased (see Figure 2j), and treatment with CYP2E1 inhibitors or antioxidants suppressed Gdf15 mRNA expression (see Figure 2k). The above results show that liver ADRB2 stimulation increases GDF15 production through mitochondrial CYP2E1-mediated oxidative stress.

또한, GDF15f/f 마우스에 비해 GDF15AlbCre 마우스 혈청에서 간 손상 수치인 ALT 증가 및 GDF15의 감소를 확인하였고, 혈청 중성지방 수치 및 간 문맥의 에피네프린 및 노르에피네프린 수준은 차이가 없음을 확인하였다 (도 3a 및 도 3b 참조). 이 때, GDF15Albcre 마우스의 간 내 Ly6G+CD11b+ 호중구의 비율에는 차이가 없었으나 F4/80+CD11b+ 대식세포의 비율이 증가됨을 확인하였다 (도 3c 참조). 또한, GDF15Albcre 마우스와 달리, GDF15f/f 마우스에서 중심정맥주위 쿠퍼세포가 사라졌고 (도 3d 참조), GDF15Albcre마우스에서 쿠퍼세포의 사멸이 더 적음을 확인하였다 (도 3e 참조). 또한, GDF15f/f 마우스보다 GDF15Albcre 마우스의 쿠퍼세포에서 세포사멸과 관련된 유전자 발현이 감소하였으며 염증 반응과 관련된 유전자의 발현은 증가함을 확인하였다 (도 3f 참조). 또한, LPS를 전처리한 염증성 쿠퍼세포에서 GDF15 처리에 의해 Adrb2의 발현이 현저하게 증가함을 확인하였으며 (도 3g 참조), CBL에 의한 ADRB2 자극이 염증성 쿠퍼세포의 세포사멸을 유도함을 확인하였다 (도 3h 및 도 3i 참조). 상기의 결과들을 통해 GDF15는 염증성 쿠퍼세포의 세포 사멸을 유도하여 알코올성 간 손상을 예방함을 알 수 있다.In addition, an increase in ALT and a decrease in GDF15, which are liver damage values, were confirmed in the serum of GDF15 AlbCre mice compared to GDF15 f/f mice, and there was no difference in serum triglyceride levels and hepatic portal epinephrine and norepinephrine levels (Figure 3a and 3b). At this time, there was no difference in the ratio of Ly6G + CD11b + neutrophils in the liver of GDF15 Albcre mice, but the ratio of F4/80 + CD11b + macrophages was confirmed to be increased (see Figure 3c). In addition, unlike GDF15 Albcre mice, Kupffer cells around the central vein disappeared in GDF15 f/f mice (see Figure 3d), and it was confirmed that there was less death of Kupffer cells in GDF15 Albcre mice (see Figure 3e). In addition, it was confirmed that the expression of genes related to apoptosis was decreased and the expression of genes related to inflammatory response was increased in Kupffer cells of GDF15 Albcre mice compared to GDF15 f/f mice (see Figure 3f). In addition, it was confirmed that the expression of Adrb2 was significantly increased by GDF15 treatment in inflammatory Kupffer cells pretreated with LPS (see Figure 3g), and it was confirmed that ADRB2 stimulation by CBL induced apoptosis of inflammatory Kupffer cells (Figure 3g). 3h and Figure 3i). The above results show that GDF15 prevents alcoholic liver damage by inducing apoptosis of inflammatory Kupffer cells.

또한, 에탄올을 먹인 마우스에서 pair를 먹인 마우스에 비해 쿠퍼세포에서 ADRB2 및 PKA 관련 유전자의 발현, 세포사멸, ER 스트레스 및 염증 관련 유전자의 발현, TGF-β 수용체 발현, 세포 성장 또는 증식의 부정적인 조절 관련 유전자의 발현이 증가함을 확인하였다 (도 4a 내지 4e 참조). 또한, pair를 먹인 마우스와 비교하여 에탄올을 먹인 마우스 간의 중심정맥주위 영역에서 더 많은 쿠퍼세포의 사멸이 확인되었고 (도 4f 및 도 4g 참조), 모든 쿠퍼세포에서 상주 쿠퍼세포 마커인 TIM4을 발현하고 있음을 확인하였다 (도 4h 및 도 4i 참조). 상기의 결과들은 알코올성 지방간에서 쿠퍼세포가 ADRB2/PKA 매개 세포자멸사를 겪으나, 골수에서 유래된 TIM4- 대식세포로 대체되지 않음을 나타낸다. In addition, compared to pair-fed mice in ethanol-fed mice, the expression of ADRB2 and PKA-related genes in Kupffer cells, expression of genes related to apoptosis, ER stress and inflammation, TGF-β receptor expression, and negative regulation of cell growth or proliferation were related. It was confirmed that gene expression increased (see FIGS. 4A to 4E). In addition, compared to pair-fed mice, more Kupffer cells died in the pericentral area of the liver of ethanol-fed mice (see Figures 4f and 4g), and all Kupffer cells expressed TIM4, a resident Kupffer cell marker. It was confirmed that there was (see Figures 4h and 4i). The above results indicate that Kupffer cells undergo ADRB2/PKA-mediated apoptosis in alcoholic fatty liver disease, but are not replaced by bone marrow-derived TIM4- macrophages.

또한, in situ 폐쇄 간 관류에서 LCE 순환 시 ADRB2 활성화는 WT 마우스에서는 GDF15 수준과 염증성 쿠퍼세포의 세포자멸사를 현저하게 증가시켰으나, ADRB1/2 DKO 마우스에서는 오히려 감소하였고, 이에 ADRB1/2 DKO 마우스에서 WT 마우스에 비해 혈청 간 손상 수치인 ALT 수준이 더 높게 나타났다 (도 5a 내지 도 5c 참조). 또한, WT 마우스와 달리, ADRB1/2 DKO 마우스에서는 많은 쿠퍼세포가 여전히 중심정맥주위 영역에 남아있다는 것을 확인하였다 (도 5d 참조). 또한, LCE 순환을 통한 ADRB2 활성화는 WT 마우스에서는 ADRB/PKA 신호 전달 및 세포자멸사와 관련된 분자들의 발현을 유도하였으나, ADRB1/2 DKO 마우스에서는 쿠퍼세포에서는 감소함을 확인하였다 (5e 및 도 5f 참조). 또한, PKA 특이적 억제제인 KT5720을 통한 PKA의 억제는 ADRB1/2 DKO 마우스에서의 결과와 유사하게 LCE 순환 후 대조군에 비해 염증성 쿠퍼세포의 세포사멸을 감소시켰으며, 특히 ADRB/PKA 신호전달 및 세포자멸사와 관련된 분자들의 발현을 감소시켰다 (도 5g 내지 도 5i 참조). WT 마우스에 비해 ADRB1/2 DKO에서 간에서의 호중구와 대식세포의 빈도, Tnf Il1b mRNA의 발현이 증가하였는데 (도 5j 및 도 5k 참조), 이는 에탄올 및 LPS의 자극에 의해 쿠퍼세포에서 Cxcl1 Ccl2 mRNA의 상향 조절됨과 관련있다 (도 5k 참조). 상기의 결과들은 in situ 폐쇄 간 관류를 통한 ADRB2의 활성화는 중심정맥주위 영역에서 염증성 쿠퍼 세포의 세포자멸사를 자극함을 나타낸다.In addition, ADRB2 activation during LCE circulation in in situ obstructive liver perfusion significantly increased GDF15 levels and apoptosis of inflammatory Kupffer cells in WT mice, but decreased it in ADRB1/2 DKO mice, and thus WT in ADRB1/2 DKO mice. Compared to mice, the ALT level, which is a serum level of liver damage, was found to be higher (see FIGS. 5A to 5C). In addition, unlike WT mice, it was confirmed that many Kupffer cells still remained in the pericentral vein area in ADRB1/2 DKO mice (see Figure 5d). In addition, ADRB2 activation through LCE circulation induced the expression of molecules related to ADRB/PKA signaling and apoptosis in WT mice, but was confirmed to be decreased in Kupffer cells in ADRB1/2 DKO mice (see Figures 5e and 5f). . In addition, inhibition of PKA through KT5720, a PKA-specific inhibitor, reduced the apoptosis of inflammatory Kupffer cells compared to the control group after LCE circulation, similar to the results in ADRB1/2 DKO mice, especially ADRB/PKA signaling and cell death. The expression of molecules related to apoptosis was reduced (see FIGS. 5G to 5I). Compared to WT mice, the frequency of neutrophils and macrophages and the expression of Tnf and Il1b mRNA in the liver were increased in ADRB1/2 DKO (see Figures 5j and 5k), which indicates that Cxcl1 and Cxcl1 were increased in Kupffer cells by stimulation with ethanol and LPS. associated with upregulated Ccl2 mRNA (see Figure 5K). The above results indicate that activation of ADRB2 through in situ occlusive liver perfusion stimulates apoptosis of inflammatory Kupffer cells in the pericentral region.

또한, 도파민 β-하이드록실라제 억제제인 FA (fusaric acid)를 처치하여 카테콜아민 생산을 약리학적으로 억제하거나, 간 CYP2E1의 이형 KO 마우스 (CYP2E1f/-AlbCre) 또는 ADRB1/2 DKO 마우스를 이용하여 유전적으로 CYP2E1 및 ADRB1/2의 발현을 억제한 결과, FA를 처리한 마우스에서만 문맥의 카테콜아민의 농도가 감소하였으나 (도 6a 참조) 세 마우스 모두 혈청 내 GDF15 농도가 감소하고, 혈청 내 ALT 및 AST 농도는 증가하였다 (도 6b 참조). 또한, CYP2E1f/-AlbCre 마우스를 제외한 두 그룹에서 대조군에 비해 간에서의 ADRB2 및 PKA-Cα 단백질 수준이 감소되었으며, 세 그룹 모두에서 미토콘드리아 CYP2E1 및 간 GDF15 발현이 감소되었다 (도 6c 참조). 간에서의 Gdf15 mRNA의 발현은 세 마우스 모두에서, Adrb2 mRNA는 CYP2E1f/-AlbCre 마우스를 제외한 두 그룹에서, Cyp2e1 mRNA는 CYP2E1f/-AlbCre 마우스에서 각각 대조군에 비해 유의하게 감소하였다(도 6d 참조). 또한, CYP2E1+ 한 중심정맥주변부의 CLEC4F+ 쿠퍼세포가 세 그룹 모두 대조군에 비해 유의하게 감소하였다 (도 6e 참조). 더불어, F4/80+CD11b+ 대식세포 및 Ly6G+CD11b+ 호중구의 비율뿐만 아니라 F4/80+Ly6Chi 염증성 대식세포 비율도 증가하였다 (도 6f 참조). 상기의 결과들은 카테콜아민, CYP2E1 및 ADRB의 약학적 및 유전적 억제가 염증성 쿠퍼세포의 생존을 통해 마우스의 알코올 간 손상을 악화시킴을 나타낸다.In addition, catecholamine production can be pharmacologically inhibited by treatment with FA (fusaric acid), a dopamine β-hydroxylase inhibitor, or by using hepatic CYP2E1 heterozygous KO mice (CYP2E1 f/-AlbCre ) or ADRB1/2 DKO mice. As a result of genetically suppressing the expression of CYP2E1 and ADRB1/2, the concentration of catecholamines in the portal vein decreased only in FA-treated mice (see Figure 6a), but the concentration of GDF15 in the serum of all three mice decreased, and the concentration of ALT and AST in the serum. increased (see Figure 6b). Additionally, liver ADRB2 and PKA-Cα protein levels were reduced compared to controls in two groups except for CYP2E1 f/-AlbCre mice, and mitochondrial CYP2E1 and hepatic GDF15 expression were reduced in all three groups (see Fig. 6c). The expression of Gdf15 mRNA in the liver was significantly decreased in all three mice, Adrb2 mRNA was significantly decreased in both groups except CYP2E1 f/-AlbCre mice, and Cyp2e1 mRNA was significantly decreased in CYP2E1 f/-AlbCre mice compared to the control group (see Figure 6d). ). In addition, CYP2E1 + CLEC4F + Kupffer cells around one central vein were significantly decreased in all three groups compared to the control group (see Figure 6e). In addition, the proportion of F4/80 + CD11b + macrophages and Ly6G + CD11b + neutrophils, as well as the proportion of F4/80 + Ly6C hi inflammatory macrophages were increased (see Figure 6f). The above results indicate that pharmacological and genetic inhibition of catecholamines, CYP2E1, and ADRB worsens alcoholic liver damage in mice through survival of inflammatory Kupffer cells.

또한, 알코올성 간 질환 환자에서 카테콜아민과 GDF15의 혈청 수준은 유의하게 증가하였으며 (도 7a 참조), 비-지방증 환자와 비교하여 지방증 환자의 중증도에 따른 대변 NE 및 EPI 수준의 유의한 차이는 없었고 (도 7b 참조), 혈청 GDF15 수준은 혈청 카테콜아민과 양의 상관관계가 있었다 (도 7c 참조). ADRB2, PKA-Cα, GDF15, MAOA 및 MAOB의 단백질 및 mRNA 발현은 간 질환이 없는 알코올성 환자의 간 조직에서 건강한 대조군에 비해 증가하였고 (도 7d 및 7e 참조), 에탄올과 CBL을 공동 처리한 간세포는 ADRB2, PKA-Cα 및 GDF15의 단백질 수준이 유의하게 증가되었다 (도 7f 및 7g 참조). 알코올성 지방간 환자에서 MAOA, ADRB2, CYP2E1 및 GDF15의 발현이 중심정맥주위에서 문맥 주변 간세포로 확장되었으며 (도 7h 참조), CD68+한 대식세포의 수가 건강한 대조군에 비해 감소되어 있었다 (도 7i 참조). 또한, LPS/GDF15/CBL 처리로 ADRB2가 활성화된 염증성 인간 쿠퍼세포에서 세포자멸사가 더 많이 유도되었다 (도 7j 및 도 7k 참조). 알코올성 간염 환자의 간 조직에서 GDF15 mRNA 발현은 높았으나, ADRB2, MAOA, MAOB mRNA 발현은 건강한 대조군에 비해 낮게 관찰되었다 (도 7l 참조). 알코올성 간경변 환자의 중심정맥주위 부위에서 CD68+ 세포 증가 및 간에서의 CYP2E1 및 GDF15의 발현 증가가 관찰되었다 (도 7m 참조). 상기의 결과들은 초기 알코올성 간질환 환자에서 카테콜아민/GDF15/ADRB2 신호전달 경로의 활성화를 나타낸다 (도 7n 참조).Additionally, serum levels of catecholamines and GDF15 were significantly increased in patients with alcoholic liver disease (see Figure 7a), and there were no significant differences in fecal NE and EPI levels according to severity in steatotic patients compared with non-steatotic patients (Figure 7a). 7b), serum GDF15 levels were positively correlated with serum catecholamines (see Figure 7c). Protein and mRNA expression of ADRB2, PKA-Cα, GDF15, MAOA, and MAOB were increased in liver tissues of alcoholic patients without liver disease compared with healthy controls (see Figures 7d and 7e), and hepatocytes co-treated with ethanol and CBL Protein levels of ADRB2, PKA-Cα and GDF15 were significantly increased (see Figures 7f and 7g). In patients with alcoholic fatty liver disease, the expression of MAOA, ADRB2, CYP2E1, and GDF15 expanded from the central vein to the periportal hepatocytes (see Figure 7h), and the number of CD68 + macrophages was reduced compared to healthy controls (see Figure 7i). Additionally, LPS/GDF15/CBL treatment induced more apoptosis in ADRB2-activated inflammatory human Kupffer cells (see Figures 7j and 7k). GDF15 mRNA expression was high in the liver tissue of alcoholic hepatitis patients, but ADRB2 , MAOA , and MAOB mRNA expression was observed to be low compared to healthy controls (see Figure 7l). Increased CD68 + cells in the pericentral area and increased expression of CYP2E1 and GDF15 in the liver were observed in patients with alcoholic cirrhosis (see Figure 7m). The above results indicate activation of the catecholamine/GDF15/ADRB2 signaling pathway in patients with early alcoholic liver disease (see Figure 7n).

이상의 결과를 요약하면, 장 유래 카테콜라민이 ADRB2 수용체를 발현하는 중심정맥주위 간세포에서 CYP2E1의 미토콘드리아 전위를 증가시켜 GDF15 생산을 향상시켰으며, GDF15는 인접 염증성 쿠퍼세포의 ADRB2 발현을 크게 증가시켜 카테콜아민/ADRB2 작용제 매개 세포사멸 경로를 촉진하였다. 상기 결과는 간 GDF15에 의해 조절되는 새로운 카테콜아민 민감성 쿠퍼세포를 밝히고 간 보호를 유도하는 장과 간 사이의 독특한 신경 대사 면역 통신을 확인한 것이다 (도 8 참조).To summarize the above results, gut-derived catecholamines improved GDF15 production by increasing the mitochondrial translocation of CYP2E1 in pericentral hepatocytes expressing ADRB2 receptors, and GDF15 significantly increased ADRB2 expression in adjacent inflammatory Kupffer cells, thereby increasing catecholamine/ADRB2 levels. Promoted agonist-mediated apoptosis pathway. The above results reveal a novel catecholamine-sensitive Kupffer cell regulated by hepatic GDF15 and confirm a unique neurometabolic-immune communication between the intestine and liver that induces hepatoprotection (see Figure 8).

이하, 본 발명을 실험방법 및 실험예를 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through experimental methods and experimental examples.

단, 후술하는 실험방법 및 실험예는 본 발명을 일 측면에서 구체적으로 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. However, the experimental methods and examples described below only specifically illustrate the present invention from one aspect, and the present invention is not limited thereto.

<실험방법><Experiment method>

마우스mouse

모든 동물 실험은 한국과학기술원 (KAIST, 대한민국) 기관 동물 관리 및 사용 위원회에서 승인받았다. 마우스는 KAIST의 SPF (specific-pathogen-free) 시설에서 표준 12시간 명암 주기로 유지되었다. C57BL/6J 백그라운드를 가진 8~10주령의 수컷 마우스에게 등칼로리 말토스-덱스트린을 함유한 Lieber-DeCarli 에탄올 식이 (#710260, Dyets Inc) (이하, Pair라 칭함) 또는 4.5% 에탄올 (EtOH)을 먹였다. ADRB1/2 DKO (double KO) 및 알부민-Cre 마우스는 Jackson Laboratories에서 구입하였다 (각각 재고 번호 003810 및 003574). GDF15 f/f 및 CYP2E1 f/f 마우스는 EMMA 마우스 저장소에서 구입하였다 (각각 재고 번호 EM10460 및 EM06364). Flippase 마우스는 한국생명공학연구원 (KRIBB) 실험동물자원센터 (LARC)로부터 제공받았다 (재고 번호 PX00003369). 유전자 변형 마우스를 사용한 모든 실험에서 한배 새끼를 대조군으로 사용하였다. 체중 변화와 식이 섭취량을 매일 측정하였다. 도파민 β-히드록실라제 (dopamine β-hydroxylase, DBH)의 약리학적 억제를 위해 마우스를 FA (fusaric acid) (#F6513, Sigma-Aldrich; 10 mg kg-1 체중, ip, 격일)으로 실험의 마지막 2주 동안 처리하였다.All animal experiments were approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of the Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST, Korea). Mice were maintained on a standard 12-hour light/dark cycle in a specific-pathogen-free (SPF) facility at KAIST. Male mice aged 8 to 10 weeks on a C57BL/6J background were fed the Lieber-DeCarli ethanol diet containing isocaloric maltose-dextrin (#710260, Dyets Inc) (hereafter referred to as Pair) or 4.5% ethanol (EtOH). fed. ADRB1/2 DKO (double KO) and albumin-Cre mice were purchased from Jackson Laboratories (stock numbers 003810 and 003574, respectively). GDF15 f/f and CYP2E1 f/f mice were purchased from the EMMA mouse repository (stock numbers EM10460 and EM06364, respectively). Flippase mice were provided by the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (KRIBB) Laboratory Animal Resource Center (LARC) (stock number PX00003369). In all experiments using genetically modified mice, littermates were used as controls. Weight changes and food intake were measured daily. For pharmacological inhibition of dopamine β-hydroxylase (DBH), mice were treated with fusaric acid (FA) (#F6513, Sigma-Aldrich; 10 mg kg -1 body weight, i.p., every other day). It was treated for the last two weeks.

인간 환자 human patient

알코올성 간 질환 (alcoholic liver disease, ALD) 환자의 다양한 단계의 인간 대변, 혈청 및 간 조직은 서울대학교 보라매병원 (서울, 대한민국)에서 수집되었다. 모든 절차는 서울대학교 보라매의료원 기관심사위원회 (IRB No. 16-2013-45)의 승인을 받았다. 과량의 알코올 (남성 40g/일, 여성 20g/일)을 섭취하는 환자를 대상으로 하였으며, B형 또는 C형 간염 바이러스 감염, 자가면역 관련 간질환 또는 암이 있는 환자는 대상에서 제외하였다. 혈청 및 간 조직 샘플의 경우, 별도의 코호트에서 수집된 환자를 조직학적 특성에 따라 4개의 하위 그룹 (간 질환이 없는 알코올 섭취 환자; AWLD, 알코올성 지방간; AFL, 알코올성 지방간염; ASH, 알코올성 간경변증; ALC)으로 나누었다. 이전 연구에서 얻은 총 23명의 환자가 대변 샘플 분석에 참여하였다. 항생제, 양성자펌프억제제, 면역억제제를 사용한 환자와 진행성 간섬유화 또는 간경변증 환자는 제외하였다. 환자를 조직학에 의해 결정된 지방증의 중증도에 따라 3개의 하위 그룹 (지방증 없음, 경증 지방증, 중등 지방증)으로 나누었다. 1차 인간 간세포 또는 쿠퍼세포의 분리를 위해, B형 간염 바이러스 관련 간세포암종 환자 중 알코올을 섭취하지 않은 비종양 부위의 신선한 간 조직을 충남대학교 병원 (대한민국 대전) 외과의 별도 코호트에서 얻었고 콜라게나제 관류하였다. 충남대학교병원 기관심의위원회 (IRB No. 2016-03-020-011)에서 간조직을 연구 목적으로 사용하는 것을 승인하였고 환자로부터 사전동의를 받았다.Human stool, serum, and liver tissue from various stages of alcoholic liver disease (ALD) patients were collected at Seoul National University Boramae Hospital (Seoul, South Korea). All procedures were approved by the Institutional Review Board of Seoul National University Boramae Medical Center (IRB No. 16-2013-45). Patients who consumed excessive amounts of alcohol (40 g/day for men, 20 g/day for women) were eligible, and patients with hepatitis B or C virus infection, autoimmune-related liver disease, or cancer were excluded. For serum and liver tissue samples, patients collected from separate cohorts were divided into four subgroups according to histological characteristics (alcohol-consuming patients without liver disease; AWLD, alcoholic fatty liver; AFL, alcoholic steatohepatitis; ASH, alcoholic cirrhosis; ALC). A total of 23 patients from previous studies participated in the analysis of stool samples. Patients using antibiotics, proton pump inhibitors, immunosuppressants, and patients with advanced liver fibrosis or cirrhosis were excluded. Patients were divided into three subgroups (no steatosis, mild steatosis, moderate steatosis) according to the severity of steatosis as determined by histology. For the isolation of primary human hepatocytes or Kupffer cells, fresh liver tissue from alcohol-naive non-tumor sites among patients with hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma was obtained from a separate cohort of the Department of Surgery at Chungnam National University Hospital (Daejeon, Korea) and collagenase-treated. perfused. The Chungnam National University Hospital Institutional Review Board (IRB No. 2016-03-020-011) approved the use of liver tissue for research purposes, and informed consent was obtained from the patient.

1차 세포 배양 (Primary Cell Cultures)Primary Cell Cultures

간세포, 간 성상 세포, 쿠퍼세포 및 간 단핵 세포 (mononuclear cell; MNC)는 마우스에서 분리되었다. 간단히 말해서, EGTA 용액 (5.4mM KCl, 0.44mM KH2PO4, 140mM NaCl, 0.34mM Na2HPO4, 0.5mM EGTA, 25mM Tricine, pH 7.2), 콜라게나제 용액 (0.075%의 콜라게나제 유형 I을 희석한 HBSS 버퍼에 0.2% DNase I을 포함)으로 순차적으로 간 관류하였다. 2단계 순환 후, 간 조직은 37°C에서 소화 완충액 (0.009% 콜라게나아제 유형 I을 희석한 HBSS 버퍼에 0.2% DNase I을 포함)으로 진탕 인큐베이터 (90rpm, 20분)에서 추가로 소화되고, 간 결합 조직 또는 소화되지 않은 간 조직을 제거하기 위해 세포 여과기 (70μm)로 여과하였다. 간세포를 분리하기 위해 현탁액을 50 xg에서 5분 동안 원심분리하고 50% Percoll 구배 용액으로 추가로 정제하였다. 비실질 (non-parenchymal) 세포를 분리하기 위해 상층액을 650 xg에서 원심분리하고 펠렛을 두 개의 튜브로 나누었다. 쿠퍼세포 및 간 성상 세포 분리를 위해 펠렛을 11.5% 및 20% Opti-prep (Sigma-Aldrich) 구배 용액으로 분리하고 4°C에서 17분 동안 1800 xg에서 원심분리하였다. 세포는 추가 실험을 위해 유세포 분석 기반 세포 분류 (HSC의 경우 DAPI+ 및 KC의 경우 F4/80hiCD11b+)에 의해 추가로 정제되었다. 간 MNC 분리를 위해 펠렛을 40% Percoll (GE Healthcare) 구배 용액에 현탁시키고 4°C에서 20분 동안 1800 xg에서 원심분리하였다. 상층액을 조심스럽게 제거하고 간 MNC를 식염수에 재현탁하여 사용하였다. 인간 1차 간세포 및 쿠퍼세포 분리를 위해 B형 간염 바이러스 관련 간세포 암종 절제술로부터 간 표본의 비종양 영역 (약 10g)을 얻었다. 2단계 콜라게나아제 간 관류는 눈에 보이는 두 개의 간 혈관으로 수행되었다. 나머지 절차는 마우스 간세포의 분리 방법과 동일하였다. 간세포 및 쿠퍼세포를 사용한 시험관 내 실험을 위해 10% FBS (Welgene) 및 1% 페니실린-스트렙토마이신 (Thermo Fisher Scientific)이 포함된 DMEM (#LM001-11, Welgene) 또는 RPMI (#LM-011-01, Welgene)에서 배양하였고, 안정화를 위해 각각 5% CO2 인큐베이터에서 37°C에서 5시간 동안 인큐베이션하였다. 그런 다음 세포를 식염수로 세척하고 새로운 배지를 보충하였다. 일부 실험에서 세포는 해당 실험 프로토콜에 따라 에탄올 (50mM, Millipore), 클렌부테롤 (clenbuterol) (10nM 또는 1μM, Sigma-Aldrich), 황화알릴 (allyl sulfide) (50μM, Sigma-Aldrich), N-아세틸-L-시스테인 (N-Acetyl-L-cysteine) (100ng/ml, Sigma-Aldrich), 지질다당류 (100ng/ml, Sigma-Aldrich) 또는 GDF15 (50 또는 100μM, R&D 시스템)으로 처리되었다.Hepatocytes, hepatic stellate cells, Kupffer cells, and liver mononuclear cells (MNC) were isolated from mice. Briefly, EGTA solution (5.4mM KCl, 0.44mM KH 2 PO 4 , 140mM NaCl, 0.34mM Na 2 HPO 4 , 0.5mM EGTA, 25mM Tricine, pH 7.2), collagenase solution (0.075% of collagenase type) The liver was sequentially perfused with HBSS buffer diluted with I (containing 0.2% DNase I). After two-step cycling, liver tissue was further digested in a shaking incubator (90 rpm, 20 min) with digestion buffer (0.2% DNase I in HBSS buffer diluted with 0.009% collagenase type I) at 37°C; It was filtered through a cell strainer (70 μm) to remove liver connective tissue or undigested liver tissue. To isolate hepatocytes, the suspension was centrifuged at 50 × g for 5 min and further purified with a 50% Percoll gradient solution. To isolate non-parenchymal cells, the supernatant was centrifuged at 650 xg and the pellet was divided into two tubes. For Kupffer cells and hepatic stellate cell isolation, the pellet was separated into 11.5% and 20% Opti-prep (Sigma-Aldrich) gradient solutions and centrifuged at 1800 xg for 17 min at 4°C. Cells were further purified by flow cytometry-based cell sorting (DAPI + for HSCs and F4/80 hi CD11b + for KCs) for further experiments. For liver MNC isolation, the pellet was suspended in 40% Percoll (GE Healthcare) gradient solution and centrifuged at 1800 × g for 20 min at 4°C. The supernatant was carefully removed, and the liver MNC was resuspended in saline solution for use. Non-tumor areas (approximately 10 g) of liver specimens were obtained from hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma resections for isolation of human primary hepatocytes and Kupffer cells. Two-stage collagenase liver perfusion was performed with two visible liver vessels. The remaining procedure was the same as the isolation method of mouse hepatocytes. For in vitro experiments using hepatocytes and Kupffer cells, DMEM (#LM001-11, Welgene) or RPMI (#LM-011-01) with 10% FBS (Welgene) and 1% penicillin-streptomycin (Thermo Fisher Scientific) , Welgene) and incubated for 5 hours at 37°C in a 5% CO 2 incubator for stabilization. The cells were then washed with saline and replenished with fresh medium. In some experiments, cells were treated with ethanol (50mM, Millipore), clenbuterol (10nM or 1μM, Sigma-Aldrich), allyl sulfide (50μM, Sigma-Aldrich), or N-acetyl sulfide according to the corresponding experimental protocol. -L-cysteine (N-Acetyl-L-cysteine) (100ng/ml, Sigma-Aldrich), lipopolysaccharide (100ng/ml, Sigma-Aldrich), or GDF15 (50 or 100μM, R&D Systems).

In situIn situ 폐쇄 간 관류 ( Obstructed liver perfusion ( In situIn situ closed liver perfusion) closed liver perfusion)

In situ 간 관류는 야생형 및 ADRB1/2 DKO 마우스로 수행되었다. 구체적으로, 문맥에 캐뉼러를 삽입하고 IVC (infrahepatic inferior vena cava)를 절단하였다. 예열된 식염수를 5분 동안 순환시켜 혈액을 씻어내고, 간내 IVC를 고정하였다. 흉부를 열고 심장의 우심방에 다른 카테터 (catheter)로 캐뉼러를 삽입하여 간상 (suprahepatic) IVC에 접근하였다. 그 후, 1 ml 주사기 본체를 저장소로서 상부 IVC의 카테터에 연결하였다. 마지막으로 폐쇄 순환이 설정되어 최대 2시간 동안 유지되었다. 비히클을 함유한 저포도당 DMEM (#LM001-11, Welgene), KT5720 (1μM), lipopolysaccharide (100ng/ml), 클렌부테롤 (1μM) 또는 에탄올 (50mM)이 실험 배지로 사용되었다. In situ liver perfusion was performed with wild-type and ADRB1/2 DKO mice. Specifically, a cannula was inserted into the portal vein and the IVC (infrahepatic inferior vena cava) was cut. Preheated saline solution was circulated for 5 minutes to wash away the blood, and the intrahepatic IVC was fixed. The chest was opened and a cannula was inserted into the right atrium of the heart with another catheter to access the suprahepatic IVC. A 1 ml syringe body was then connected to the catheter in the upper IVC as a reservoir. Finally, closed circulation was established and maintained for up to 2 hours. Low-glucose DMEM containing vehicle (#LM001-11, Welgene), KT5720 (1 μM), lipopolysaccharide (100 ng/ml), clenbuterol (1 μM), or ethanol (50 mM) was used as the experimental medium.

GDF15GDF15 ELISAELISA

마우스 또는 인간 혈청 샘플을 말초 혈액에서 채취하고 제조업체의 지침에 따라 마우스 또는 인간 GDF15 quantikine ELISA 키트 (마우스의 경우 #MGD150 및 인간의 경우 #DGD150, R&D 시스템)를 수행하였다. 플레이트를 iMark™ 마이크로플레이트 흡광도 판독기 (Bio-Rad)로 450 nm에서 판독하고 분석하였다.Mouse or human serum samples were collected from peripheral blood and performed with the mouse or human GDF15 quantikine ELISA kit (#MGD150 for mouse and #DGD150 for human, R&D Systems) according to the manufacturer's instructions. Plates were read and analyzed at 450 nm with an iMark™ microplate absorbance reader (Bio-Rad).

카테콜아민 ELISA Catecholamine ELISA

마우스 문맥 혈액 (portal blood), 간 조직 용해물, 맹장 용해물 또는 인간 대변 및 혈청 샘플에 제조업체의 지침에 따라 에피네프린/노르에피네프린 ELISA 키트 (#KA3768, Abnova)를 적용하였다. 플레이트를 iMark™ 마이크로플레이트 흡광도 판독기 (Bio-Rad)로 450 nm에서 판독하고 분석하였다.Epinephrine/norepinephrine ELISA kit (#KA3768, Abnova) was applied to mouse portal blood, liver tissue lysate, cecal lysate, or human stool and serum samples according to the manufacturer's instructions. Plates were read and analyzed at 450 nm with an iMark™ microplate absorbance reader (Bio-Rad).

임상 화학 측정 (Clinical Chemistry Measurements)Clinical Chemistry Measurements

마우스 말초 혈액에서 혈청 샘플을 채취하여 분석하였다. 혈청 아스파르테이트 트랜스아미나제 (AST), 알라닌 트랜스아미나제 (ALT), 트리글리세리드 (TG) 및 총 콜레스테롤 (TC) 수준은 제조업체의 프로토콜에 따라 VetTest Chemistry Analyzer (IDEXX Laboratories)로 분석하였다.Serum samples were collected from mouse peripheral blood and analyzed. Serum aspartate transaminase (AST), alanine transaminase (ALT), triglyceride (TG), and total cholesterol (TC) levels were analyzed with a VetTest Chemistry Analyzer (IDEXX Laboratories) according to the manufacturer's protocol.

조직학적 분석 (Histological Analysis)Histological Analysis

일관된 결과를 얻기 위해 조직학적 분석에 마우스 간의 왼쪽 및 내측엽의 유사한 영역을 사용하였다. 간 조직을 10% 중성 완충액 포르말린 (Sigma-Aldrich)으로 고정하고 H&E 또는 Oil-Red O 염색을 수행하였다. H&E 염색을 위해 파라핀이 포매된 간 조직을 약 4μm 두께로 절단하여 사용하였다. 이미지는 광학 현미경 (Olympus BX51)으로 캡처하고 DP2-BSW 소프트웨어로 분석하였다.To obtain consistent results, similar areas of the left and medial lobes of mouse liver were used for histological analysis. Liver tissues were fixed with 10% neutral buffered formalin (Sigma-Aldrich) and subjected to H&E or Oil-Red O staining. For H&E staining, paraffin-embedded liver tissue was cut to a thickness of approximately 4 μm. Images were captured with an optical microscope (Olympus BX51) and analyzed with DP2-BSW software.

면역염색 (Immunostaining)Immunostaining

면역염색을 위해 파라핀이 포함된 4μm 두께의 간 절편을 사용하였다. 탈파라핀화 및 재수화 후 절편을 10mM 시트레이트 완충액 (pH 6.0)으로 옮기고 마이크로웨이브에서 5분 동안 항원 검색을 수행하였다. 분리된 간세포의 경우, 세포를 4% 파라포름알데히드로 20분 동안 고정하고 10% 정상 당나귀 혈청으로 1시간 동안 차단하고, 1차 항체 (0.1% TWEEN-20에서 1:50 내지 1:200 희석)를 37 °C에서 3시간 또는 4 °C에서 하룻밤 동안 인큐베이션하였다. 면역형광 염색을 위해 Alexa Fluor® 488- 또는 Alexa Fluor® 594-접합 이차 항체를 실온에서 1시간 동안 인큐베이션하고 샘플을 DAPI 마운팅 용액 (Abcam)으로 덮었다. 면역 조직 화학 분석을 위해 슬라이드를 실온에서 1시간 동안 항-마우스 IgG (Vector Laboratories)와 함께 인큐베이션하고 DAB 기질 키트 (Vector Laboratories)를 현상에 사용하고 Balsam (Sigma-Aldrich)으로 덮었다. 모든 이미지는 CCD 카메라 (Olympus, Tokyo, Japan)가 장착된 Olympus BX51 현미경을 사용하여 획득했으며 컴퓨터 보조 이미지 분석은 DP2-BSW로 수행하였다.For immunostaining, 4-μm-thick paraffin-embedded liver sections were used. After deparaffinization and rehydration, sections were transferred to 10mM citrate buffer (pH 6.0) and antigen retrieval was performed in the microwave for 5 min. For isolated hepatocytes, cells were fixed with 4% paraformaldehyde for 20 min, blocked with 10% normal donkey serum for 1 h, and incubated with primary antibody (1:50 to 1:200 dilution in 0.1% TWEEN-20). were incubated at 37 °C for 3 hours or at 4 °C overnight. For immunofluorescence staining, Alexa Fluor® 488- or Alexa Fluor® 594-conjugated secondary antibodies were incubated for 1 h at room temperature, and samples were covered with DAPI mounting solution (Abcam). For immunohistochemical analysis, slides were incubated with anti-mouse IgG (Vector Laboratories) for 1 h at room temperature, a DAB substrate kit (Vector Laboratories) was used for development, and covered with Balsam (Sigma-Aldrich). All images were acquired using an Olympus BX51 microscope equipped with a CCD camera (Olympus, Tokyo, Japan), and computer-assisted image analysis was performed with DP2-BSW.

유세포 분석 (Flow Cytometry Analysis)Flow Cytometry Analysis

마우스 간 백혈구 및 마우스 또는 인간 쿠퍼세포를 분리하고 유세포 분석을 수행하였다. 마우스 간 백혈구 및 쿠퍼세포의 경우 세포를 항-마우스 CD16/CD32 (마우스 Fc 차단제)(BD Biosciences)와 함께 인큐베이션하고 405 nm 여기 (excitation)를 위한 LIVE/DEAD™ fixable aqua dead cell stain kit (Thermo Fisher Scientific)를 사용하여 살아있는 세포를 구별하였다. 그 후, 세포를 항-마우스 eFluor 450- 또는 PE-Cy7-접합 CD45 (클론 30-F11) 및 FITC- 또는 PE-Cy7-접합 F4/80 (클론 BM8)(Thermo Fisher Scientific), PE- Cy7- 또는 APC 접합 Ly-6G (클론 1A8), Alexa Fluor® 647-접합 Siglec-F, APC-Cy7-접합 CD11b (클론 M1/70), PE-접합 Ly-6C (클론 AL-21), PE-접합 CD146 (클론 ME-9F1), FITC-접합 Annexin V (BD Biosciences), Alexa Fluor® 647-접합 TIM-4 (클론 RMT4-54), Alexa Fluor® 647-접합 래트 IgG2a, k 동형 대조군 (클론 RTK2758), PE-접합 CLEC2 (클론 17D9)(BioLegend) 및 FITC-접합 MARCO (클론 579511)(R&D Systems)로 염색하였다. 호산구 (CD11b+SiglecF+), 호중구 (CD11b+Ly6G+), 대식세포(F4/80+CD11b+), 쿠퍼 세포 (F4/80hiCD11b+) 및 Ly6Chi 또는 Ly6Clow 단핵구가 FlowJo 소프트웨어 (버전 10; FlowJo LLC)에서 분석되었다. 분리된 인간 쿠퍼세포의 경우, 세포를 인간 BD Fc Block™ (BD Biosciences)과 함께 인큐베이션하고, 살아있는 세포를 405 nm 여기용 LIVE/DEAD™ fixable aqua dead cell stain kit (Thermo Fisher Scientific)로 결정하였다. 그 후 항-인간 V450-접합 CD45 (클론 HI30), BV786-접합 CD15 (클론 HI98), PE-접합 CD14 (클론 MΦP9), FITC-접합 Annexin V (BD Biosciences), APC-접합 LYVE1 (20-238 아미노산)(LS Bio) 및 PE-Cy7-접합 CD68 (Y1/82A)(Thermo Fisher Scientific)로 염색하였다. 쿠퍼 세포 (CD45+LYVE1-CD15-CD14+CD68+)를 FlowJo 소프트웨어 (버전 10; FlowJo LLC)에서 분석하였다. Mouse liver leukocytes and mouse or human Kupffer cells were isolated and flow cytometric analysis was performed. For mouse liver leukocytes and Kupffer cells, cells were incubated with anti-mouse CD16/CD32 (mouse Fc blocker) (BD Biosciences) and LIVE/DEAD™ fixable aqua dead cell stain kit (Thermo Fisher) for 405 nm excitation. Scientific) was used to distinguish living cells. Afterwards, cells were incubated with anti-mouse eFluor 450- or PE-Cy7-conjugated CD45 (clone 30-F11) and FITC- or PE-Cy7-conjugated F4/80 (clone BM8) (Thermo Fisher Scientific), PE-Cy7-conjugated or APC-conjugated Ly-6G (clone 1A8), Alexa Fluor® 647-conjugated Siglec-F, APC-Cy7-conjugated CD11b (clone M1/70), PE-conjugated Ly-6C (clone AL-21), PE-conjugated CD146 (clone ME-9F1), FITC-conjugated Annexin V (BD Biosciences), Alexa Fluor® 647-conjugated TIM-4 (clone RMT4-54), Alexa Fluor® 647-conjugated rat IgG2a, k isotype control (clone RTK2758) , PE-conjugated CLEC2 (clone 17D9) (BioLegend) and FITC-conjugated MARCO (clone 579511) (R&D Systems). Eosinophils (CD11b + SiglecF + ), neutrophils (CD11b + Ly6G + ), macrophages (F4/80 + CD11b + ), Kupffer cells (F4/80 hi CD11b + ) and Ly6C hi or Ly6C low monocytes were identified using FlowJo software (version 10). ; FlowJo LLC). For isolated human Kupffer cells, cells were incubated with human BD Fc Block™ (BD Biosciences), and viable cells were determined with the LIVE/DEAD™ fixable aqua dead cell stain kit (Thermo Fisher Scientific) for 405 nm excitation. This was followed by anti-human V450-conjugated CD45 (clone HI30), BV786-conjugated CD15 (clone HI98), PE-conjugated CD14 (clone MΦP9), FITC-conjugated Annexin V (BD Biosciences), APC-conjugated LYVE1 (20-238). amino acids) (LS Bio) and PE-Cy7-conjugated CD68 (Y1/82A) (Thermo Fisher Scientific). Kupffer cells (CD45 + LYVE1 - CD15 - CD14 + CD68 + ) were analyzed in FlowJo software (version 10; FlowJo LLC).

미토콘드리아 분획 분리 Mitochondrial fraction isolation

제조사의 지침에 따라 미토콘드리아 분리 키트 (#89801, Thermo Fisher Scientific)를 사용하여 신선한 간 조직 또는 분리된 간세포에서 미토콘드리아 및 세포질 분획을 분리하였다. 분획 후, 단백질 샘플을 즉시 분리하고 웨스턴 블롯 분석에 사용하였다.Mitochondrial and cytosolic fractions were isolated from fresh liver tissue or isolated hepatocytes using a mitochondrial isolation kit (#89801, Thermo Fisher Scientific) according to the manufacturer's instructions. After fractionation, protein samples were immediately separated and used for Western blot analysis.

미토콘드리아 과산화물 검출 Mitochondrial superoxide detection

WT 마우스에서 분리된 간세포를 비히클, 에탄올 (50mM) 또는 클렌부테롤 (1μM)이 포함된 에탄올로 12시간 동안 처리하고 칼슘 및 마그네슘이 포함된 따뜻한 HBSS으로 3회 세척하였다. MitoSOX™ Red Mitochondrial Superoxide Indicator (#M36008, Thermo Fisher Scientific) 스톡 용액 (5mM)을 따뜻한 HBSS/Ca/Mg에 희석하여 작업 용액 (5μM)을 만들고 작업 용액 1.5ml를 간세포에 적용하였다. 그런 다음 세포를 빛이 차단된 상태로 37°C에서 30분 동안 인큐베이션하였다. 30분 후, 세포를 따뜻한 HBSS/Ca/Mg로 3회 부드럽게 세척하고 Hoechst 33342 용액 (#H3570, Thermo Fisher Scientific)으로 37°C에서 15분 동안 대조염색하였다. 마지막으로, 세포를 다시 세척하고 형광 이미지를 1시간 내에 캡처하였다.Hepatocytes isolated from WT mice were treated with vehicle, ethanol (50mM), or ethanol containing clenbuterol (1μM) for 12 hours and washed three times with warm HBSS containing calcium and magnesium. MitoSOX™ Red Mitochondrial Superoxide Indicator (#M36008, Thermo Fisher Scientific) stock solution (5mM) was diluted in warm HBSS/Ca/Mg to make a working solution (5μM), and 1.5ml of the working solution was applied to hepatocytes. The cells were then incubated at 37°C for 30 min in the dark. After 30 min, cells were gently washed three times with warm HBSS/Ca/Mg and counterstained with Hoechst 33342 solution (#H3570, Thermo Fisher Scientific) for 15 min at 37°C. Finally, cells were washed again and fluorescence images were captured within 1 hour.

웨스턴 블롯 분석 Western blot analysis

동결된 간 조직 또는 분리된 세포에서 총 단백질 샘플은 프로테아제 및 포스파타제 억제제 칵테일 (Thermo Fisher Scientific)과 함께 RIPA 용해 완충액 (30mM Tris, pH 7.5, 150mM NaCl, 1mM PMSF, 1mM Na3VO4, 10% SDS, 10% 글리세롤)에 의해 추출되었다. 그 후 동일한 양의 단백질 (약 50 ~ 100 μg)을 10% SDS-polyacrylamide gel 전기영동으로 분리한 후, 니트로셀룰로오스 멤브레인 (#88018, Thermo Fisher Scientific)을 이용하여 단백질을 이동시켰다. 이동 후, 막을 실온에서 1시간 동안 5% 탈지유 용액으로 차단한 다음, 4°C에서 밤새 1차 항체 (0.1% TWEEN-20에서 1:500 ~ 1:2000 희석)와 함께 인큐베이션하였다. 다음날, 상응하는 이차 항체 (0.1% TWEEN-20에서 1:2000 희석)를 실온에서 1시간 동안 인큐베이션하였다. 면역반응성 밴드는 SuperSignal™ West Pico PLUS 화학발광 기질 (#34577, Thermo Fisher Scientific)에 의해 획득되었고 ImageQuant™ LAS 4000(GE Healthcare)에 의해 캡처되었다. 단백질 발현 수준은 미토콘드리아 분획의 경우 VDAC 수준으로, 다른 부분의 경우 β-액틴 수준으로 정규화되었으며, 이는 로딩 대조군으로 사용되었다.Total protein samples from frozen liver tissue or isolated cells were lysed in RIPA lysis buffer (30mM Tris, pH 7.5, 150mM NaCl, 1mM PMSF, 1mM Na3VO4, 10% SDS, 10% SDS) with protease and phosphatase inhibitor cocktail (Thermo Fisher Scientific). glycerol). Afterwards, the same amount of protein (approximately 50 to 100 μg) was separated by 10% SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, and the protein was transferred using a nitrocellulose membrane (#88018, Thermo Fisher Scientific). After transfer, the membrane was blocked with 5% skim milk solution for 1 h at room temperature and then incubated with primary antibody (1:500 to 1:2000 dilution in 0.1% TWEEN-20) overnight at 4°C. The next day, the corresponding secondary antibodies (1:2000 dilution in 0.1% TWEEN-20) were incubated for 1 hour at room temperature. Immunoreactive bands were acquired by SuperSignal™ West Pico PLUS chemiluminescent substrate (#34577, Thermo Fisher Scientific) and captured by ImageQuant™ LAS 4000 (GE Healthcare). Protein expression levels were normalized to VDAC levels for the mitochondrial fraction and to β-actin levels for other fractions, which were used as loading controls.

정량적 PCR (Quantitative PCR)Quantitative PCR

TRIzol 시약 (Thermo Fisher Scientific)을 사용하여 간 조직 또는 세포에서 전체 RNA를 분리하고 제조업체의 지침에 따라 ReverTra Ace® qPCR RT Master Mix with gDNA Remover(Toyobo, Japan)를 사용하여 cDNA로 역전사하였다. qRT-PCR은 SYBR Green Real-time PCR Master Mix (Toyobo, Japan)로 수행되었다. 18s rRNA (마우스용) 및 ACTB (인간용)의 mRNA 발현 수준을 사용하여 관심 유전자의 발현 수준을 정규화하였다.Total RNA was isolated from liver tissues or cells using TRIzol reagent (Thermo Fisher Scientific) and reverse transcribed into cDNA using ReverTra Ace® qPCR RT Master Mix with gDNA Remover (Toyobo, Japan) according to the manufacturer's instructions. qRT-PCR was performed with SYBR Green Real-time PCR Master Mix (Toyobo, Japan). The expression levels of genes of interest were normalized using the mRNA expression levels of 18s rRNA (for mouse) and ACTB (for humans).

분리된 쿠퍼 세포의 단일 세포 RNA 시퀀싱 Single-cell RNA sequencing of isolated Kupffer cells

WT 마우스에게 8주 동안 pair (n=1) 또는 에탄올 (n=2) 식이를 공급하고 2단계 콜라게나제 관류로 간을 소화시켰다. 간세포 분획을 50 xg에서 5분 동안 원심분리하여 제거하였다. 그 후, 간 면역 세포를 40% Percoll 구배 용액으로 650 xg에서 10분 동안 원심분리하여 정제하였다. 상층액을 조심스럽게 흡입 제거하고 펠렛을 BSA 완충 용액 (Dulbecco PBS 중 0.5% BSA 및 0.05% 아지드화 나트륨)으로 재현탁하였다. 항-마우스 CD16/CD32 (마우스 Fc 차단제)(BD Biosciences) 및 405 nm 여기를 위한 LIVE/DEAD™ fixable aqua dead cell stain kit (Thermo Fisher Scientific)로 인큐베이션한 후, 세포를 항-마우스 PE-Cy7- 접합 CD45 (클론 30-F11) 및 FITC-접합 F4/80 (클론 BM8)(Thermo Fisher Scientific), APC-접합 Ly-6G (클론 1A8), Alexa Fluor® 647-접합 Siglec-F, APC-Cy7-접합 CD11b (클론 M1/70) 및 PE-접합 CD146 (클론 ME-9F1)(BD Biosciences) 및 쿠퍼세포 (DAPI-CD45+CD146-SiglecF-Ly6G-F4/80hiCD11b+)를 FACS (fluorescence-activated cell sorting)로 분류하였다. Pair를 먹인 마우스의 경우 55,075개의 쿠퍼세포가 분류되었고 에탄올을 먹인 마우스의 경우 97,403개 및 90,263개의 쿠퍼세포가 분류되었다. 세포 생존율과 밀도는 Countess® II 자동 세포 계수기(Thermo Fisher Scientific)에서 측정되었으며 분류된 세포의 생존율과 밀도는 각각 >80% 및 800~1,000 cells/uL이었다. 10X Genomics Chromium Controller에서 샘플당 7,500개 또는 10,000개 세포의 목표 출력으로 각 채널에 세포를 로드한 다음 비드에 결합하였다. cDNA 라이브러리는 v3 chemistry를 사용하여 10X Genomics Protocol에 따라 구성되었고 Illumina HiSeq X를 사용하여 세포당 약 60,000개 읽기의 중앙값 깊이로 시퀀싱되었다.WT mice were fed a pair (n=1) or ethanol (n=2) diet for 8 weeks, and their livers were digested by two-step collagenase perfusion. The hepatocyte fraction was removed by centrifugation at 50 xg for 5 minutes. Afterwards, liver immune cells were purified with 40% Percoll gradient solution by centrifugation at 650 xg for 10 minutes. The supernatant was carefully removed by suction and the pellet was resuspended in BSA buffer solution (0.5% BSA and 0.05% sodium azide in Dulbecco's PBS). After incubation with anti-mouse CD16/CD32 (mouse Fc blocker) (BD Biosciences) and LIVE/DEAD™ fixable aqua dead cell stain kit (Thermo Fisher Scientific) for 405 nm excitation, cells were incubated with anti-mouse PE-Cy7- Conjugated CD45 (clone 30-F11) and FITC-conjugated F4/80 (clone BM8) (Thermo Fisher Scientific), APC-conjugated Ly-6G (clone 1A8), Alexa Fluor® 647-conjugated Siglec-F, APC-Cy7-conjugated Conjugated CD11b (clone M1/70) and PE-conjugated CD146 (clone ME-9F1) (BD Biosciences) and Kupffer cells (DAPI - CD45 + CD146 - SiglecF - Ly6G - F4/80 hi CD11b + ) were FACS (fluorescence-activated). classified by cell sorting. In the pair-fed mice, 55,075 Kupffer cells were classified, and in the ethanol-fed mice, 97,403 and 90,263 Kupffer cells were classified. Cell viability and density were measured on a Countess® II automatic cell counter (Thermo Fisher Scientific), and the viability and density of sorted cells were >80% and 800–1,000 cells/uL, respectively. Cells were loaded into each channel at a target output of 7,500 or 10,000 cells per sample in the 10X Genomics Chromium Controller and then bound to beads. cDNA libraries were constructed following the 10X Genomics Protocol using v3 chemistry and sequenced using Illumina HiSeq X to a median depth of approximately 60,000 reads per cell.

Filtering and Clustering of scRNA-seq DataFiltering and Clustering of scRNA-seq Data

획득된 fastq 파일은 마우스 참고 유전체 (refdata-cellranger-mm10-3.0.0)을 참고하여 CellRanger 3.1.0 (10X genomics)를 통해 가공되었다. 결과 값으로 도출된 파일은 scanpy 패키지 (v.1.4.5)를 통해 분석되었다. 각각의 그룹에서, UMI 값이 1,000 이하이거나, 검출된 유전자 수가 500개 이하 혹은 7,000개 이상이거나, 미토콘드리아 유전자 비율이 50% 이상인 세포는 제거하였다. 제거 과정 후, log(CPM/100+1) 값으로 각 세포의 결과값을 표준화하였으며, 현저히 다르게 나타난 유전자들이 동정되었다. 이러한 유전자들의 발현량을 스케일링 한 후, 주성분 분석을 실행하였다. 이웃 그래프 형성, 클러스터링 및 UMAP 제작 등은 scanpy의 형식에 맞추어 진행되었다. The obtained fastq file was processed through CellRanger 3.1.0 (10X genomics), referring to the mouse reference genome (refdata-cellranger-mm10-3.0.0). The resulting file was analyzed using the scanpy package (v.1.4.5). In each group, cells with a UMI value of less than 1,000, a number of detected genes of less than 500 or more than 7,000, or a mitochondrial gene ratio of more than 50% were removed. After the removal process, the results for each cell were normalized by log(CPM/100+1), and genes that appeared significantly different were identified. After scaling the expression levels of these genes, principal component analysis was performed. Neighborhood graph formation, clustering, and UMAP production were carried out in accordance with the scanpy format.

정량화 및 통계 분석 Quantification and statistical analysis

Prism 버전 8.0 (GraphPad Software)을 사용하여 통계 분석을 수행했으며 데이터는 평균 ± SEM으로 표시되었다. 두 그룹 간의 통계적 유의성을 평가하기 위해 unpaired Student t-test를 사용했으며, 두 개 이상의 그룹에 대해 다중 비교를 위한 Tukey 또는 Dunnett의 테스트를 사용한 일원 분산 분석 (One-way Analysis of Variance, ANOVA)을 사용하였다. 차세대 시퀀싱 데이터의 경우 조정된 p-값을 사용하였다. p-값 <0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다 (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001). Statistical analysis was performed using Prism version 8.0 (GraphPad Software) and data were expressed as mean ± SEM. The unpaired Student t-test was used to assess statistical significance between two groups, and for more than two groups, One-way Analysis of Variance (ANOVA) with Tukey or Dunnett's test for multiple comparisons was used. did. For next-generation sequencing data, adjusted p-values were used. A p-value <0.05 was considered statistically significant (*p <0.05, **p <0.01, ***p <0.001).

<실험예 1> 만성 알코올 섭취가 장 유래 카테콜아민 수준 및 중심정맥 병변에서 MAOA 및 ADRB2 발현에 미치는 영향 확인<Experimental Example 1> Determination of the effect of chronic alcohol consumption on gut-derived catecholamine levels and MAOA and ADRB2 expression in central venous lesions

만성적으로 에탄올 또는 Pair를 먹인 마우스에서 조직 카테콜아민 수준, 간에서의 카테콜아민 수용체의 발현 및 분해 효소를 분석하였다. Tissue catecholamine levels, expression of catecholamine receptors in the liver, and degradative enzymes were analyzed in mice chronically fed ethanol or Pair.

그 결과, 도 1a에 나타난 바와 같이, Pair를 먹인 마우스보다 에탄올을 먹인 마우스에서 맹장 (cecum), 문맥 혈액 (portal blood) 및 간 (liver) 조직에서 노르에피네프린 (Norepinephrine) 및 에피네프린 (Epinephrine)의 농도는 유의하게 더 높았다.As a result, as shown in Figure 1a, the concentrations of norepinephrine and epinephrine in the cecum, portal blood, and liver tissues were higher in mice fed ethanol than in mice fed Pair. was significantly higher.

또한, 도 1b에 나타난 바와 같이, 간에서의 카테콜아민 수준은 맹장에서의 카테콜아민 수준이 양의 상관관계가 있음을 확인하였다 (그러나 간과 뇌에서 카테콜아민 생산 관련 유전자의 유의미한 변화는 없었다).Additionally, as shown in Figure 1b, it was confirmed that the catecholamine level in the liver was positively correlated with the catecholamine level in the cecum (however, there was no significant change in genes related to catecholamine production in the liver and brain).

상기의 결과는 장에서 유래된 카테콜아민이 간으로 전달됨을 시사한다.The above results suggest that catecholamines derived from the intestine are delivered to the liver.

간의 카테콜아민의 운명을 규명하기 위한 실험을 수행하였다.Experiments were performed to determine the fate of hepatic catecholamines.

scRNA-seq (single-cell RNA-sequencing)을 수행한 결과, 도 1c에 나타난 바와 같이, 건강한 마우스에서 아드레날린 수용체 (Adra1a, Adra1b, Adrb2, Adrb3)와 분해효소(Maoa)를 코딩하는 유전자의 발현이 간정맥인 중심정맥 (Central vein, CV)에서 높은 반면, Adra2bMaob의 발현은 주로 간문맥 (portal triad, PT) 주변부에서 높음을 확인하였다.As a result of performing scRNA-seq (single-cell RNA-sequencing), as shown in Figure 1c, the expression of genes encoding adrenergic receptors ( Adra1a, Adra1b, Adrb2, Adrb3 ) and degrading enzyme ( Maoa) in healthy mice While it was high in the central vein (CV), which is a hepatic vein, the expression of Adra2b and Maob was confirmed to be mainly high around the portal triad (PT).

상기의 결과는 간의 영역에 따라 카테콜아민에 대한 반응이 다름을 암시한다. The above results suggest that the response to catecholamines varies depending on the liver region.

또한, qRT-PCR 및 웨스턴 블랏을 수행한 결과, 도 1d 및 도 1e에 나타난 바와 같이, Maoa, MaobAdrb2 mRNA 및 단백질 수준이 Pair를 먹인 마우스와 비교하여 에탄올을 먹인 마우스에서 증가되었음을 확인하였다. In addition, the results of qRT-PCR and Western blot showed that As shown in Figures 1D and 1E, Maoa, Maob , and Adrb2 mRNA and protein levels were confirmed to be increased in mice fed ethanol compared to mice fed Pair.

또한, 면역염색 결과, 도 1f에 나타난 바와 같이, Pair를 먹인 마우스와 비교하여 에탄올을 먹인 마우스에서는 MAOB가 주로 간 문맥 주변 (PT)에서 관찰되었고, MAOA 및 ADRB2 단백질은 간 중심정맥 (CV)에서 같이 위치하였다. In addition, as a result of immunostaining, as shown in Figure 1f, MAOB was mainly observed around the hepatic portal vein (PT) in mice fed ethanol compared to mice fed Pair, and MAOA and ADRB2 proteins were observed in the central hepatic vein (CV). They were located together.

상기의 결과는 장 유래 카테콜아민이 ADRB2를 통해 중심정맥 주위 간 영역에서 기능함을 시사한다. The above results suggest that gut-derived catecholamines function in the pericentral hepatic region through ADRB2.

또한, qRT-PCR을 수행한 결과, 도 1g에 나타난 바와 같이, MaoaMaob mRNA는 간세포 (HEP)에서만 증가했지만, Adrb2 mRNA는 간세포와 쿠퍼세포 모두에서 증가하였다. In addition, as a result of qRT-PCR, as shown in Figure 1g, Maoa and Maob mRNA increased only in hepatocytes (HEP), but Adrb2 mRNA increased in both hepatocytes and Kupffer cells.

상기 결과는 장에서 파생된 카테콜아민이 특히 중심정맥주위 간 영역에서 간 MAOA 및 ADBR2 발현과 관련이 있을 수 있고 이에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.The above results suggest that gut-derived catecholamines may be associated with and influence hepatic MAOA and ADBR2 expression, especially in the pericentral liver region.

<실험예 2> 간 ADRB2 자극이 미토콘드리아 CYP2E1 매개 산화 스트레스 및 GDF15 생산에 미치는 영향 확인<Experimental Example 2> Confirmation of the effect of liver ADRB2 stimulation on mitochondrial CYP2E1-mediated oxidative stress and GDF15 production

만성 에탄올 섭취에 의해 중심정맥주위 HEP에서 산화 스트레스의 조절자인 Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2) 및 그 표적 유전자의 발현이 향상되었고, 간 산화 스트레스에서 Nrf2Gdf15, Adrb2 유전자 및 항산화 관련 유전자가 관련되어 있다. 이에, GDF15 수준을 확인하는 실험을 수행하였다.Chronic ethanol intake enhanced the expression of Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2), a regulator of oxidative stress, and its target genes in pericentral HEP, and Nrf2 , Gdf15, Adrb2 genes, and antioxidant-related genes in liver oxidative stress. is involved. Accordingly, an experiment was performed to check the level of GDF15.

그 결과, 도 2a 및 도 2b에 나타난 바와 같이, GDF15 수준은 pair를 먹인 마우스에 비해 에탄올을 먹인 마우스의 혈청 및 간세포에서 유의하게 증가함을 확인하였다. As a result, as shown in Figures 2a and 2b, the level of GDF15 was confirmed to be significantly increased in the serum and liver cells of mice fed ethanol compared to mice fed pair.

또한, 도 2c에 나타난 바와 같이, 혈청 GDF15 수준은 맹장의 카테콜아민 (에피네프린 및 노르에피네프린) 및 간의 Adrb2 mRNA 수준과 양의 상관관계가 있음을 확인하였다. Additionally, as shown in Figure 2c, serum GDF15 levels were confirmed to be positively correlated with cecal catecholamines (epinephrine and norepinephrine) and liver Adrb2 mRNA levels.

상기의 결과는 간 조직에서 Nrf2 매개 ADRB2 발현 및 카테콜아민 매개 GDF15 생산이 관련있음을 시사한다. The above results suggest that Nrf2-mediated ADRB2 expression and catecholamine-mediated GDF15 production are related in liver tissue.

또한, 면역염색 결과, 도 2d에 나타난 바와 같이, CYP2E1 및 GDF15의 발현이 중심정맥주위 간세포에서 증가됨을 확인하였고, 웨스턴 블랏 결과, 도 2e에 나타난 바와 같이, 간에서의 CYP2E1, GDF15, ADRB2 및 그 하류 (downstream)에 존재하는 PKA-Cα의 수준이 에탄올 섭취 시간이 증가함에 따라 점차적으로 증가함을 확인하였다. In addition, as a result of immunostaining, as shown in Figure 2d, it was confirmed that the expression of CYP2E1 and GDF15 was increased in hepatocytes around the central vein, and as a Western blot result, as shown in Figure 2e, CYP2E1, GDF15, ADRB2 and their expression in the liver It was confirmed that the level of PKA-Cα present downstream gradually increased as the ethanol intake time increased.

또한, 웨스턴 블랏 결과, 도 2f에 나타난 바와 같이, 에탄올 처리에 의해 CYP2E1 수준이 간세포의 세포질보다 미토콘드리아에서 더 높았음을 확인하였고, 도 2g에 나타난 바와 같이, 에탄올 또는 ADRB2 작용제인 CBL 처리에 의해 CYP2E1 수준이 증가함을 확인하였다.In addition, Western blot results confirmed that, as shown in Figure 2f, the level of CYP2E1 was higher in the mitochondria than in the cytoplasm of hepatocytes due to ethanol treatment, and as shown in Figure 2g, CYP2E1 level was increased by treatment with ethanol or CBL, an ADRB2 agonist. It was confirmed that the level increased.

상기의 결과는 CYP2E1에 의한 미토콘드리아 산화 스트레스의 증가가 GDF15 생산을 증가시킴을 나타낸다.The above results indicate that increased mitochondrial oxidative stress caused by CYP2E1 increases GDF15 production.

또한, 웨스턴 블랏 결과, 도 2h에 나타난 바와 같이, CBL을 이용한 ADRB2의 자극이 CYP2E1을 미토콘드리아로 전달하는 조절자인 PKA-Cα의 단백질 수준을 증가시켰다. In addition, as shown in Figure 2h, Western blot results showed that stimulation of ADRB2 using CBL increased the protein level of PKA-Cα, a regulator of CYP2E1 delivery to mitochondria.

또한, 간세포 배양 배지에서 GDF15의 농도를 확인한 결과, 도 2i에 나타난 바와 같이, 간세포에 에탄올 또는 CBL를 처라하면 에탄올의 처리 혹은 CBL 농도 의존적으로 GDF15의 생산이 증가함을 확인하였다.In addition, as a result of checking the concentration of GDF15 in the hepatocyte culture medium, as shown in Figure 2i, it was confirmed that when hepatocytes were treated with ethanol or CBL, the production of GDF15 increased depending on the treatment of ethanol or CBL concentration.

또한, 도 2j에 나타난 바와 같이, 에탄올과 함께 CBL을 처리한 경우, 미토콘드리아 산화적 스트레스가 증가함을 MitoSOX 표지를 통해 확인하였다.In addition, as shown in Figure 2j, when CBL was treated with ethanol, it was confirmed through MitoSOX labeling that mitochondrial oxidative stress increased.

그러나, Gdf15 mRNA 발현을 확인한 결과, 도 2k에 나타난 바와 같이, CYP2E1 억제제인 AS (allyl sulfide) 또는 항산화제인 NAC (N-acetyl-L-cysteine)의 처리는 Gdf15 mRNA 발현을 억제하였다. However, as a result of confirming Gdf15 mRNA expression, as shown in Figure 2k, treatment with AS (allyl sulfide), a CYP2E1 inhibitor, or NAC (N-acetyl-L-cysteine), an antioxidant, suppressed Gdf15 mRNA expression.

상기 결과는 알코올 노출 후 중심정맥주위 간세포에서 ADRB 신호에 의해 GDF15 생산이 유발될 수 있음을 시사한다.The above results suggest that GDF15 production may be induced by ADRB signaling in pericentral hepatocytes after alcohol exposure.

<실험예 3> GDF15가 쿠퍼 세포의 세포 사멸 및 알코올성 간 보호에 미치는 영향 확인<Experimental Example 3> Confirmation of the effect of GDF15 on Kupffer cell apoptosis and alcoholic liver protection

간세포 유래 GDF15의 생산이 알코올성 간 손상에 미치는 영향을 확인하기 위하여, GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스를 이용하여 GDF15 유전자를 간세포에서 특이적으로 제거한 마우스 실험을 수행하였다. To confirm the effect of production of hepatocyte-derived GDF15 on alcohol-related liver damage, a mouse experiment was performed in which the GDF15 gene was specifically deleted from hepatocytes using GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mice.

그 결과, 도 3a 및 3b에 나타난 바와 같이, 간 문맥의 에피네프린 및 노르에피네프린 수준은 GDF15f/f 및 GDF15AlbCre 마우스 그룹 간에 차이가 없었지만, 혈청 ALT (aspartate aminotransferase)는 GDF15f/f 마우스에 비해 GDF15AlbCre 마우스에서 증가하였고, 혈청 GDF15는 감소하였으며, 중성지방 함량은 차이가 없었다 (식이 섭취량, 체중 변화, 혈청 AST (aspartate aminotransferase) 및 총 콜레스테롤도 두 그룹간에 차이가 없었다). As a result, as shown in Figures 3a and 3b, the levels of epinephrine and norepinephrine in the hepatic portal vein did not differ between the GDF15 f/f and GDF15 AlbCre mouse groups, but serum aspartate aminotransferase (ALT) was significantly higher in GDF15 compared to GDF15 f/f mice. increased in AlbCre mice, serum GDF15 was decreased, and triglyceride content did not differ (food intake, body weight change, serum aspartate aminotransferase (AST), and total cholesterol also did not differ between the two groups).

또한, 유세포 분석 결과, 도 3c에 나타난 바와 같이, GDF15f/f 마우스와 비교하여 GDF15Albcre마우스에서 F4/80+CD11b+ 대식세포의 빈도가 증가하였으나, Ly6G+CD11b+ 호중구의 빈도는 차이가 없었다.In addition, flow cytometry results showed that, as shown in Figure 3c, the frequency of F4/80 + CD11b + macrophages increased in GDF15 Albcre mice compared to GDF15 f/f mice, but there was no difference in the frequency of Ly6G + CD11b + neutrophils. .

상기의 결과는 GDF15f/f 마우스보다 GDF15Albcre 마우스의 쿠퍼세포가 더 활성화됨에 따라 더 많은 CCR2+ 대식세포가 모여 GDF15Albcre 마우스에서 간 염증 및 손상 증가가 관찰되었음을 시사한다. The above results suggest that as Kupffer cells in GDF15 Albcre mice were more activated than in GDF15 f/f mice, more CCR2 + macrophages were gathered and increased liver inflammation and damage were observed in GDF15 Albcre mice.

에탄올을 섭취한 간에서 GDF15와 쿠퍼세포 사이의 관계를 설명하기 위해 GDF15f/f 및 GDF15Albcre 마우스의 간 조직을 CYP2E1 및 쿠퍼세포에 대한 특이적 마커인 CLEC4F의 항체로 염색하였다. To explain the relationship between GDF15 and Kupffer cells in the liver ingested with ethanol, liver tissue from GDF15 f/f and GDF15 Albcre mice was stained with antibodies to CYP2E1 and CLEC4F, a specific marker for Kupffer cells.

면역염색 결과, 도 3d에 나타난 바와 같이, 쿠퍼세포는 GDF15f/f의 CYP2E1+ 중심정맥주위 영역에서 현저하게 사라졌지만 GDF15Albcre 마우스에서는 그렇지 않음을 확인하였다. As a result of immunostaining, as shown in Figure 3d, it was confirmed that Kupffer cells were significantly disappeared in the CYP2E1 + pericentral region of GDF15 f/f , but not in GDF15 Albcre mice.

또한, 유세포 분석 결과, 도 3e에 나타난 바와 같이, GDF15f/f 마우스보다 GDF15Albcre마우스에서 쿠퍼세포의 사멸이 더 적음을 확인하였다. In addition, as a result of flow cytometry, as shown in Figure 3e, it was confirmed that there was less death of Kupffer cells in GDF15 Albcre mice than in GDF15 f/f mice.

상기의 결과는 GDF15가 쿠퍼세포의 세포자멸사를 직접적으로 혹은 간접적으로 유도할 수 있음을 시사한다.The above results suggest that GDF15 can directly or indirectly induce apoptosis of Kupffer cells.

쿠퍼세포의 세포사멸 메커니즘을 확인하기 위해 건강한 마우스 또는 상기 두 그룹의 마우스에서 새로 분리된 쿠퍼세포를 이용하여 유전자 분석 및 시험관 내 실험을 수행하였다. To confirm the apoptosis mechanism of Kupffer cells, genetic analysis and in vitro experiments were performed using Kupffer cells newly isolated from healthy mice or the above two groups of mice.

qRT-PCR을 수행한 결과 결과, 도 3f에 나타난 바와 같이, GDF15f/f 마우스보다 GDF15Albcre의 쿠퍼세포에서 전-세포자멸사 (pro-apoptosis)와 관련된 유전자의 발현이 유의하게 감소하였고, 염증 (inflammation) 반응과 관련된 유전자의 발현은 유의하게 증가하였다. 또한, GDF15 수용체를 암호화한다고 추정되는 Tgfbr2 mRNA의 발현뿐만 아니라 Adrb2, Prkar1a Prkacb mRNA도 GDF15f/f 마우스에 비해 GDF15Albcre에서 유의하게 감소하였다.As a result of qRT-PCR, as shown in Figure 3f, the expression of genes related to pro-apoptosis was significantly reduced in Kupffer cells of GDF15 Albcre than in GDF15 f/f mice, and inflammation ( The expression of genes related to the inflammation response was significantly increased. In addition, the expression of Tgfbr2 mRNA, which is presumed to encode the GDF15 receptor, as well as Adrb2, Prkar1a , and Prkacb mRNA were significantly decreased in GDF15 Albcre compared to GDF15 f/f mice.

상기의 결과는 GDF15에 의한 ADRB2 유도를 통해 쿠퍼세포가 사멸할 수 있음을 시사한다. The above results suggest that Kupffer cells can die through ADRB2 induction by GDF15.

시험관 내 LPS에 의해 감작된 쿠퍼세포에서 GDF15 처리에 따른 아드레날린 수용체의 발현을 확인하는 실험을 수행하였다,An experiment was performed to confirm the expression of adrenergic receptors in response to GDF15 treatment in Kupffer cells sensitized by LPS in vitro.

그 결과, 도 3g에 나타난 바와 같이, 쿠퍼세포에서 Adrb1 Adra2 mRNA에 비해 Adrb2의 발현이 우세하였고, 이는 GDF15 처리에 의해 현저하게 증가함을 확인하였다. As a result, as shown in Figure 3g, the expression of Adrb2 was superior to Adrb1 and Adra2 mRNA in Kupffer cells, and this was confirmed to be significantly increased by GDF15 treatment.

또한, 도 3h 및 도 3i에 나타난 바와 같이, GDF15 단독 처리는 LPS에 감작된 쿠퍼세포의 세포자멸사를 유도하지 않지만, CBL에 의한 ADRB2 자극은 PKA-Cα의 방출을 증가시키고 Bcl-2 수준을 감소시켜 쿠퍼세포의 세포자멸사를 유도하였고, 이는 PKA 억제제인 KT5720 처리에 의해 감소되었다.Additionally, as shown in Figures 3h and 3i, treatment with GDF15 alone does not induce apoptosis of LPS-sensitized Kupffer cells, but stimulation of ADRB2 by CBL increases the release of PKA-Cα and decreases Bcl-2 levels. This induced apoptosis of Kupffer cells, which was reduced by treatment with KT5720, a PKA inhibitor.

상기의 결과를 통해 만성 알코올 섭취가 장 유래 카테콜아민에 의한 ADRB2 활성화 및 GDF15 매개 ADRB2 유도를 통해 염증성 쿠퍼세포의 세포자멸사를 유도한다는 가설을 세울 수 있었다.Based on the above results, it was possible to hypothesize that chronic alcohol consumption induces apoptosis of inflammatory Kupffer cells through ADRB2 activation by gut-derived catecholamines and GDF15-mediated ADRB2 induction.

<실험예 4> 만성 알코올 섭취가 쿠퍼 세포의 세포 사멸 및 표현형에 미치는 영향<Experimental Example 4> Effect of chronic alcohol intake on Kupffer cell apoptosis and phenotype

쿠퍼세포에서 ADRB2 및 세포 사멸 신호 전달 관련 유전자의 발현을 조사하기 위해 10X Genomics Chromium 플랫폼에 의해 pair 또는 에탄올을 먹인 마우스에서 분리된 F4/80highCD11b+ 쿠퍼세포를 사용하여 scRNA-seq를 수행하였다.To investigate the expression of ADRB2 and apoptosis signaling-related genes in Kupffer cells, scRNA-seq was performed using F4/80 high CD11b + Kupffer cells isolated from paired or ethanol-fed mice by the 10X Genomics Chromium platform.

그 결과, 도 4a에 나타난 바와 같이, 에탄올에 의해 쿠퍼세포의 변화된 특성을 관찰하고 에탄올 (클러스터 1), 혼합 (클러스터 2) 및 pair (클러스터 3) 그룹으로 3개의 클러스터에 주석을 달았다. 도 4b에 나타난 바와 같이, 기능 플롯을 기반으로 하여 클러스터 1에서 죽은 세포를 제거한 후에도 미토콘드리아 유전자의 빈도는 높지만 세포당 유전자 수는 적은 것이 관찰되었으며, 이는 고도로 스트레스를 받거나 세포 사멸적인 쿠퍼세포의 특성을 나타낸다 (침윤된 F4/80+CD11b+ 대식세포의 세포자멸사는 두 그룹 모두에서 차이가 없었다). As a result, as shown in Figure 4a, the changed characteristics of Kupffer cells were observed by ethanol and annotated into three clusters as ethanol (cluster 1), mixed (cluster 2), and pair (cluster 3) groups. As shown in Figure 4b, based on the function plot, even after removing dead cells in cluster 1, a high frequency of mitochondrial genes but a low number of genes per cell were observed, indicating the characteristics of highly stressed or apoptotic Kupffer cells. (Apoptosis of infiltrated F4/80 + CD11b + macrophages was not different in both groups).

쿠퍼세포의 마커 (Clec4f, Adgre1, Vsig4, Timd4 Marco) 및 침윤된 대식세포 마커 (Ccr2, Cx3cr1), GDF15 수용체 (Gfral), 아드레날린 수용체 및 PKA 서브유닛 (Prkar1a, and Prkacb)의 상대적 발현을 비교한 결과, 도 4c 및 도 4d에 나타난 바와 같이, 3개의 클러스터에서 분리된 모든 세포를 쿠퍼세포로 식별하고 클러스터 3에 비해 클러스터 1에서 ADRB2 및 PKA 관련 유전자의 발현이 특이적으로 상승한 것을 확인하였다 (Adra1, Adra2 Adrb3는 모든 쿠퍼세포에서 거의 발현되지 않았다). Relative expression of Kupffer cell markers (C lec4f, Adgre1, Vsig4, Timd4, and Marco ) and infiltrated macrophage markers ( Ccr2, Cx3cr1) , GDF15 receptor ( Gfral ), adrenergic receptor, and PKA subunit ( Prkar1a , and Prkacb ) was measured. As a result of comparison, as shown in Figures 4c and 4d, all cells isolated from the three clusters were identified as Kupffer cells, and the expression of ADRB2 and PKA-related genes was confirmed to be specifically elevated in cluster 1 compared to cluster 3. ( Adra1, Adra2 and Adrb3 were barely expressed in all Kupffer cells).

또한, 도 4d에 나타난 바와 같이, 세포사멸 (Casp3, Bak1, Bax, Bcl2l11, Mcl1 및 Bcl2), ER 스트레스 (Atf4, Ddit3) 및 염증 (Il1b, Nlrp3)과 관련된 유전자의 발현은 클러스터 2 및 3에 비해 클러스터 1의 쿠퍼세포에서 상대적으로 더 높았다 (ADRB2 발현은 쿠퍼세포에서 거의 관찰되었지만 그 발현은 비알코올성 간질환 모델에서는 오히려 억제되어 쿠퍼세포의 ADRB2 매개 세포자멸사가 에탄올에 특이적인 특성임을 시사한다). 또한, 도 4c 및 도 4d에 나타난 바와 같이, GDF15 결합 수용체와 관련하여 클러스터 1의 쿠퍼세포는 클러스터 3의 쿠퍼세포보다 TGF-β 수용체(Acvrl1, Tgfbr1Tgfbr2)를 더 많이 발현했지만 모든 쿠퍼세포는 Gfral mRNA를 발현하지 않았다.Additionally, as shown in Figure 4d, the expression of genes related to apoptosis ( Casp3, Bak1, Bax, Bcl2l11, Mcl1, and Bcl2 ), ER stress ( Atf4, Ddit3 ), and inflammation ( Il1b, Nlrp3 ) were clustered in clusters 2 and 3. Compared to this, it was relatively higher in Kupffer cells in cluster 1 (ADRB2 expression was almost always observed in Kupffer cells, but its expression was suppressed in the non-alcoholic liver disease model, suggesting that ADRB2-mediated apoptosis of Kupffer cells is an ethanol-specific characteristic) . In addition, as shown in Figures 4c and 4d, with respect to the GDF15 binding receptor, Kupffer cells in cluster 1 expressed more TGF-β receptors ( Acvrl1, Tgfbr1, and Tgfbr2 ) than Kupffer cells in cluster 3, but all Kupffer cells Gfral mRNA was not expressed.

쿠퍼세포의 변경된 특성에 대한 기본 메커니즘을 찾기 위해 scRNA-seq 데이터를 추가로 분석하였다.The scRNA-seq data were further analyzed to find the underlying mechanism for the altered properties of Kupffer cells.

그 결과, 도 4e에 나타난 바와 같이, 클러스터 3의 쿠퍼세포에 비해 클러스터 1의 쿠퍼세포가 세포 성장 또는 증식의 부정적인 조절, 외부 세포 사멸 신호 전달 경로의 조절, 잘못 접힌 단백질 관련 유전자 세트가 상당히 풍부하게 발현되었다. As a result, as shown in Figure 4e, compared to Kupffer cells in cluster 3, Kupffer cells in cluster 1 were significantly enriched in gene sets related to negative regulation of cell growth or proliferation, regulation of extrinsic cell death signaling pathways, and misfolded proteins. It was revealed.

따라서, 도 4f 및 도 4g에 나타난 바와 같이, pair를 먹인 마우스와 비교하여 에탄올을 먹인 마우스의 중심정맥주위 영역에서 Annexin V 및 CLEC4F 항체로 염색할 때 더 많은 사멸된 쿠퍼세포가 확인되었다. Therefore, as shown in Figures 4f and 4g, more dead Kupffer cells were identified when staining with Annexin V and CLEC4F antibodies in the pericentral vein area of mice fed ethanol compared to mice fed pair.

비알코올성 지방간염이 발병하는 동안 (난황낭 유래) TIM4+ 쿠퍼세포가 (골수 유래) TIM4- 대식세포로 대체됨에 따라, 알코올 노출이 정상 조건과 비교하여 쿠퍼세포를 대식세포로 대체할 수 있는지 여부를 확인하기 위한 실험을 수행하였다.As TIM4+ Kupffer cells (yolk sac-derived) are replaced by TIM4- macrophages (bone marrow-derived) during the development of non-alcoholic steatohepatitis, to determine whether alcohol exposure can lead to replacement of Kupffer cells by macrophages compared to normal conditions. An experiment was performed to do this.

먼저, 도 4h에 나타난 바와 같이, 난황낭 유래 F4/80hiCD11b+ 쿠퍼세포의 경우 TIM4+MARCO+의 표현형을 보이나, 골수 유래 F4/80+CD11b+ 대식세포의 경우에는 TIM4-MARCO- 표현형을 보이는 것을 확인하였다.First, as shown in Figure 4h, yolk sac-derived F4/80 hi CD11b + Kupffer cells show a TIM4 + MARCO + phenotype, but bone marrow-derived F4/80 + CD11b + macrophages show a TIM4 - MARCO - phenotype. confirmed.

또한, 유세포 분석 결과, 도 4i에 나타난 바와 같이, CLEC2 (CLEC4F 대체 마커), TIM4, MARCO 및 F4/80의 발현 수준과 관련하여 t-SNE (t-distributed stochastic neighbor embedding) 플롯에 의해 쿠퍼세포의 모집단을 통합할 때 scRNA-seq와 같이세 가지 클러스터가 있었고, TIM4, MARCO 및 F4/80 발현은 scRNA-seq와 일치하는 대로 pair를 먹인 마우스와 비교하여 에탄올을 먹인 마우스의 쿠퍼세포에서 약간 감소하였다. 그러나, 에탄올을 먹인 마우스의 쿠퍼세포는 여전히 CLEC2 및 TIM4를 발현하고 있었다. In addition, as a result of flow cytometry, as shown in Figure 4i, the expression levels of CLEC2 (CLEC4F alternative marker), TIM4, MARCO, and F4/80 were determined by t-SNE (t-distributed stochastic neighbor embedding) plot of Kupffer cells. When combining the populations, there were three clusters, consistent with scRNA-seq, and TIM4, MARCO, and F4/80 expression was slightly reduced in Kupffer cells from ethanol-fed mice compared to pair-fed mice, consistent with scRNA-seq. . However, Kupffer cells from ethanol-fed mice still expressed CLEC2 and TIM4.

상기 결과들은 알코올성 지방간에서 쿠퍼세포가 ADRB2/PKA 매개 세포자멸사를 겪으나, 골수에서 유래된 TIM4-대식세포로 대체되지 않음을 나타낸다.The above results indicate that Kupffer cells undergo ADRB2/PKA-mediated apoptosis in alcoholic fatty liver disease but are not replaced by bone marrow-derived TIM4-macrophages.

<실험예 5> ADRB2의 활성화 (<Experimental Example 5> Activation of ADRB2 ( In situIn situ )가 중심정맥주위 영역에서 염증성 쿠퍼 세포의 세포자멸사에 미치는 영향 확인) confirmed its effect on the apoptosis of inflammatory Kupffer cells in the pericentral venous area.

WT 및 ADRB1/2 DKO 마우스를 이용하여 LPS, CBL 및 에탄올 (이하, LCE로 칭함)을 포함하는 배지로 in situ 간 관류를 수행하였다 (도 5a). In situ liver perfusion was performed with medium containing LPS, CBL, and ethanol (hereinafter referred to as LCE) using WT and ADRB1/2 DKO mice (Figure 5a).

그 결과, 도 5b 및 도 5c에 나타난 바와 같이, LCE에 의한 WT 마우스의 ADRB2 활성화는 GDF15 수준과 쿠퍼세포의 세포자멸사를 현저하게 증가시켰으나, ADRB1/2 DKO 마우스에서는 LCE 순환 후에도 대조군과 비교하여 GDF15 발현 및 염증성 쿠퍼세포 사멸에 차이가 없었고, 이는 간 손상을 유도하여 WT 마우스보다 훨씬 더 높은 농도의 ALT 수준이 관찰되었다. As a result, as shown in Figures 5b and 5c, ADRB2 activation in WT mice by LCE significantly increased GDF15 levels and Kupffer cell apoptosis, but in ADRB1/2 DKO mice, GDF15 was decreased compared to the control group even after LCE circulation. There were no differences in the expression and inflammatory Kupffer cell death, which induced liver damage and significantly higher ALT levels than in WT mice.

상기의 결과는 위의 GDF15Albcre 마우스에서 나타난 염증성 쿠퍼세포의 생존이 간 손상을 유도하는 등의 해로운 영향을 미침을 재확인한 것이다. The above results reaffirm that the survival of inflammatory Kupffer cells in the above GDF15 Albcre mice has detrimental effects, such as inducing liver damage.

또한, CLEC4F 항체로 간 조직을 염색한 결과, 도 5d에 나타난 바와 같이, WT 마우스와 비교하여 ADRB1/2 DKO 마우스에서는 많은 쿠퍼세포가 여전히 중심정맥주위 영역에 있다는 것을 발견하였다. In addition, as a result of staining liver tissue with CLEC4F antibody, as shown in Figure 5d, it was found that many Kupffer cells were still in the pericentral vein area in ADRB1/2 DKO mice compared to WT mice.

또한, 도 5e 및 도 5f에 나타난 바와 같이, 간에서의 PKA-Cα, GDF15 및 미토콘드리아에서의 CYP2E1의 단백질 수준과 쿠퍼세포에서 ADRB/PKA 신호 전달 (Adrb1, Adrb2, Prkar1a 및 Prkacb) 및 세포자멸사 (Atf4, Ddit3, Bak1, Bax, Bcl2l11 및 Casp3)와 관련된 유전자 발현은 WT 마우스에서 LCE 순환을 통한 ADRB2 활성화에 의해 상향 조절되었지만, ADRB1/2 DKO 마우스에서는 ADRB/PKA 신호전달 결손으로 인해 염증성 쿠퍼세포의 사멸이 감소하여 역으로 해당 유전자 발현들이 하향 조절되며, 항-세포자멸사 유전자 (Mcl1 및 Bcl2)의 발현이 증가됨을 확인하였다. In addition, as shown in Figures 5e and 5f, the protein levels of PKA-Cα, GDF15 in the liver and CYP2E1 in mitochondria and ADRB/PKA signaling ( Adrb1, Adrb2, Prkar1a and Prkacb) and apoptosis (Adrb1, Adrb2, Prkar1a and Prkacb ) in Kupffer cells were significantly affected. The expression of genes related to Atf4, Ddit3, Bak1, Bax, Bcl2l11, and Casp3 ) was upregulated by ADRB2 activation via circulating LCE in WT mice, but in ADRB1/2 DKO mice, defects in ADRB/PKA signaling resulted in increased activation of inflammatory Kupffer cells. It was confirmed that death was reduced and, conversely, the expression of the relevant genes was down-regulated and the expression of anti-apoptotic genes ( Mcl1 and Bcl2 ) was increased.

또한, 도 5g 내지 도 5i에 나타난 바와 같이, KT5720에 의한 PKA의 억제는 쿠퍼세포의 세포사멸을 감소시켰으며, 간 GDF15 생산을 감소시키는 등 ADRB1/2 DKO 마우스와 유사한 결과를 나타내었다. In addition, as shown in Figures 5g to 5i, inhibition of PKA by KT5720 reduced apoptosis of Kupffer cells and decreased hepatic GDF15 production, showing similar results to ADRB1/2 DKO mice.

또한, 도 5j 및 도 5k에 나타난 바와 같이, WT 마우스에 비해 ADRB1/2 DKO에서 LCE 순환 후 간에서의 호중구 (Ly6G+CD11b+)와 대식세포 (F4/80+CD11b+)의 빈도가 증가하였으며, TnfIl1b mRNA의 발현도 전체 간 조직 및 분리된 쿠퍼세포 모두에서 증가하였다. 이는 도 5k에 나타난 바와 같이, 에탄올 및 LPS의 자극에 의해 쿠퍼세포에서 Cxcl1Ccl2 mRNA의 상향 조절된 발현 때문일 수 있다 Additionally, as shown in Figures 5J and 5K, the frequency of neutrophils (Ly6G + CD11b + ) and macrophages (F4/80 + CD11b + ) in the liver increased after LCE circulation in ADRB1/2 DKO compared to WT mice. , Tnf and Il1b mRNA expression was also increased in both whole liver tissue and isolated Kupffer cells. This may be due to the upregulated expression of Cxcl1 and Ccl2 mRNA in Kupffer cells by stimulation of ethanol and LPS, as shown in Figure 5k.

<실험예 6> 카테콜아민, CYP2E1 및 ADRB의 약학적 및 유전적 억제가 쿠퍼 세포의 생존 및 마우스의 알코올 간 손상에 미치는 영향 확인<Experimental Example 6> Confirmation of the effects of pharmacological and genetic inhibition of catecholamines, CYP2E1, and ADRB on Kupffer cell survival and alcoholic liver damage in mice

FA를 통해 도파민 β-하이드록실라제 활성을 억제하여 카테콜아민 생산을 약리학적으로 억제하거나, 간 CYP2E1의 이형 KO 마우스 (CYP2E1f/-AlbCre) 또는 ADRB1/2 DKO 마우스를 이용하여 유전적으로 CYP2E1 및 ADRB1/2의 발현을 억제하면 알코올성 간 손상을 악화시킬 수 있는지 여부를 확인하기 위한 실험을 수행하였다.Catecholamine production can be inhibited pharmacologically by inhibiting dopamine β-hydroxylase activity through FA, or genetically inhibiting CYP2E1 and ADRB1 using hepatic CYP2E1 heterozygous KO mice (CYP2E1 f/-AlbCre ) or ADRB1/2 DKO mice. An experiment was performed to determine whether inhibiting the expression of /2 could worsen alcoholic liver damage.

그 결과, 도 6a에 나타난 바와 같이, FA를 처리한 마우스에서는 문맥의 카테콜아민의 농도가 감소하였으나, CYP2E1f/-AlbCre 및 ADRB1/2 DKO 마우스에서는 대조군과 차이가 없음을 확인하였다. As a result, as shown in Figure 6a, the concentration of catecholamines in the portal vein was decreased in FA-treated mice, but there was no difference from the control group in CYP2E1 f/-AlbCre and ADRB1/2 DKO mice.

그러나, 도 6b에 나타난 바와 같이, FA를 처리한 마우스, CYP2E1f/-AlbCre 마우스 및 ADRB1/2 DKO 마우스 모두 대조군에 비해 GDF15가 감소하고, 혈청 내 간 손상 지표인 ALT 및 AST 수준이 증가하였다.However, as shown in Figure 6b, FA-treated mice, CYP2E1 f/-AlbCre mice, and ADRB1/2 DKO mice all had decreased GDF15 and increased serum levels of ALT and AST, indicators of liver damage, compared to the control group.

상기의 결과는 카테콜아민, CYP2E1 및 ADRB1/2이 알코올성 간 손상을 보호함을 나타낸다. The above results indicate that catecholamines, CYP2E1 and ADRB1/2 protect against alcoholic liver damage.

더욱이, 도 6c에 나타난 바와 같이, FA를 처리한 마우스 및 ADRB1/2 DKO 마우스에서 간에서의 ADRB2 및 PKA-Cα 단백질 수준이 감소되었으며, 세 실험군 모두에서 간 GDF15 및 미토콘드리아 CYP2E1 발현이 대조군에 비해 감소하였다.Moreover, as shown in Figure 6c, ADRB2 and PKA-Cα protein levels in the liver were reduced in FA-treated mice and ADRB1/2 DKO mice, and hepatic GDF15 and mitochondrial CYP2E1 expression were decreased in all three experimental groups compared to the control group. did.

또한, 도 6d에 나타난 바와 같이, 간에서의 Gdf15 mRNA의 발현은 FA를 처리한 마우스, CYP2E1f/-AlbCre 및 ADRB1/2 DKO 마우스 모두에서 유의하게 감소한 반면, Adrb2 mRNA 발현의 경우 FA를 처리한 마우스와 ADRB1/2 DKO 마우스에서, Cyp2e1 mRNA 수준은 대조군과 대비하여 CYP2E1f/-AlbCre 마우스에서만 유의하게 감소되었다.Additionally, as shown in Figure 6d, the expression of Gdf15 mRNA in the liver was significantly decreased in FA-treated mice, both CYP2E1 f/-AlbCre and ADRB1/2 DKO mice, whereas Adrb2 mRNA expression was significantly decreased in FA-treated mice. In mice and ADRB1/2 DKO mice, Cyp2e1 mRNA levels were significantly reduced only in CYP2E1 f/-AlbCre mice compared to controls.

이에 따라 도 6e에 나타난 바와 같이, FA를 처리한 마우스, CYP2E1f/-AlbCre 및 ADRB1/2 DKO 마우스의 CLEC4F+ 쿠퍼세포는 대조군과 비교하여 CYP2E1+ 간세포가 위치한 중심정맥주위 영역에서 많이 관찰되었다. Accordingly, as shown in Figure 6e, many CLEC4F + Kupffer cells in FA-treated mice, CYP2E1 f/-AlbCre, and ADRB1/2 DKO mice were observed in the pericentral venous area where CYP2E1 + hepatocytes were located compared to the control group.

유세포 분석 결과, 도 6f에 나타난 바와 같이, FA를 처리한 마우스, CYP2E1f/-AlbCre 및 ADRB1/2 DKO 마우스에서 대조군에 비해 F4/80+CD11b+ 대식세포 및 Ly6G+CD11b+ 호중구의 비율뿐만 아니라 염증성 F4/80+CD11b+Ly6Chi 대식세포 비율도 증가하였다. Flow cytometry results showed that, as shown in Figure 6f, the proportions of F4/80 + CD11b + macrophages and Ly6G + CD11b + neutrophils as well as the proportions of FA-treated mice, CYP2E1 f/-AlbCre and ADRB1/2 DKO mice compared to controls. The proportion of inflammatory F4/80 + CD11b + Ly6C hi macrophages was also increased.

상기 결과는 카테콜아민-CYP2E1-GDF15-ADRB2 신호전달 축에 의한 염증성 쿠퍼세포의 세포사멸 기전이 알코올성 간 손상으로부터 보호함을 재확인한 것이다.The above results reaffirmed that the apoptosis mechanism of inflammatory Kupffer cells through the catecholamine-CYP2E1-GDF15-ADRB2 signaling axis protects against alcoholic liver damage.

<실험예 7> 초기 알코올성 간질환 환자에서 카테콜아민/GDF15/ADRB2 신호전달 경로 축 확인<Experimental Example 7> Confirmation of the catecholamine/GDF15/ADRB2 signaling pathway axis in patients with early alcoholic liver disease

알코올성 간 질환 (ALD) 환자에서 카테콜아민과 GDF15의 혈청 수준을 측정하는 실험을 수행하였다. An experiment was performed to measure serum levels of catecholamines and GDF15 in patients with alcoholic liver disease (ALD).

그 결과, 도 7a에 나타난 바와 같이, NE, EPI 및 GDF15의 혈청 농도는 건강한 대조군과 비교하여 모든 알코올 환자에서 유의하게 증가하였다. 구체적으로, NE, EPI 및 GDF15의 수준은 알코올성 지방간 (alcoholic fatty liver, AFL) 및 알코올성 지방간염 (alcoholic steatohepatitis, ASH) 환자보다 간 질환이 없는 알코올 섭취 환자 (alcoholics without liver disease, AWLD)에서 훨씬 더 높았다.As a result, as shown in Figure 7a, serum concentrations of NE, EPI, and GDF15 were significantly increased in all alcohol patients compared to healthy controls. Specifically, the levels of NE, EPI, and GDF15 were significantly higher in alcohol-consuming patients without liver disease (AWLD) than in patients with alcoholic fatty liver (AFL) and alcoholic steatohepatitis (ASH). It was high.

그러나, 도 7b에 나타난 바와 같이, 비-지방증 환자와 비교하여 지방증 환자의 중증도에 따른 대변 NE 및 EPI 수준의 유의한 차이는 없었다. However, as shown in Figure 7b, there was no significant difference in fecal NE and EPI levels according to severity in steatosis patients compared to non-steatosis patients.

대신, 도 7c에 나타난 바와 같이, 혈청 GDF15 수준은 혈청 카테콜아민과 양의 상관관계가 있으나, ALD의 진단 마커로 알려진 감마-글루타밀 전이효소(gamma-glutamyl transpeptidase, GGT) 수준은 환자의 GDF15 또는 카테콜아민의 혈청 수준과 상관관계가 없는 것으로 확인되었다.Instead, as shown in Figure 7c, serum GDF15 levels are positively correlated with serum catecholamines, but gamma-glutamyl transpeptidase (GGT) levels, known as diagnostic markers of ALD, do not correlate with patients' GDF15 or catecholamines. It was confirmed that there was no correlation with the serum level of

상기의 결과는 카테콜아민 및 GDF15를 이용하여 ALD의 초기 단계를 진단할 수 있음을 나타낸다.The above results indicate that the early stages of ALD can be diagnosed using catecholamines and GDF15.

또한, 도 7d 및 7e에 나타난 바와 같이, ADRB2, PKA-Cα, GDF15, MAOA 및 MAOB의 단백질 및 mRNA 발현은 건강한 대조군과 비교하여 AWLD 환자의 간 조직에서 증가했지만, AFL 환자에서는 그 수준이 약화되었는데, 이는 혈청 카테콜아민의 감소를 반영하는 것으로 보인다. Additionally, as shown in Figures 7D and 7E, protein and mRNA expression of ADRB2, PKA-Cα, GDF15, MAOA, and MAOB were increased in the liver tissue of AWLD patients compared with healthy controls, but the levels were attenuated in AFL patients. , which appears to reflect a decrease in serum catecholamines.

일관되게, 도 7f 및 7g에 나타난 바와 같이, 에탄올과 CBL의 공동 처리는 비히클 및 에탄올로 처리된 간세포와 비교하여 ADRB2, PKA-Cα 및 GDF15의 단백질 수준을 유의하게 증가시켰다. Consistently, as shown in Figures 7f and 7g, co-treatment of ethanol and CBL significantly increased protein levels of ADRB2, PKA-Cα, and GDF15 compared to hepatocytes treated with vehicle and ethanol.

또한, 우리는 AFL 환자의 간 조직에서 MAOA, MAOB 및 ADRB2, CD68, CYP2E1 및 GDF15 단백질의 발현을 조사하였다. Additionally, we investigated the expression of MAOA, MAOB and ADRB2, CD68, CYP2E1 and GDF15 proteins in liver tissue of AFL patients.

그 결과, 도 7h에 나타난 바와 같이, 건강한 대조군과 비교하여 AFL 환자에서 MAOA, ADRB2, CYP2E1 및 GDF15의 발현이 중심정맥 주위에서 문맥 주변 간세포로 확장되었고, MAOB의 경우 반대로 문맥 주변에서 중심정맥주변으로 확장되었다. 또한, CD68+ 쿠퍼세포는 건강한 대조군과 비교하여 AFL 환자의 중심정맥주위 부위에서 유의하게 감소하였다 (도 7i).As a result, as shown in Figure 7h, compared to healthy controls, the expression of MAOA, ADRB2, CYP2E1, and GDF15 in AFL patients expanded from around the central vein to hepatocytes around the portal vein, and in the case of MAOB, on the contrary, from around the portal vein to around the central vein. expanded. Additionally, CD68 + Kupffer cells were significantly decreased in the pericentral area of AFL patients compared to healthy controls (Figure 7i).

또한, CBL에 의한 시험관내 ADRB2 활성화는 LPS 또는 LPS/GDF15 처리된 쿠퍼세포와 비교하여 LPS/GDF15/CBL 처리된 쿠퍼세포에서 세포자멸사를 유도하였다 (도 7j). qRT-PCR 분석 결과, 도 7k에 나타난 바와 같이, LPS 또는 LPS/GDF15 처리된 쿠퍼세포에 비해 LPS/GDF15/CBL 처리된 쿠퍼세포에서 ADRB2 신호 전달 및 세포자멸사 촉진과 관련된 유전자가 높게 발현된 반면, 항세포사멸성 유전자는 하향 조절되었다.Additionally, in vitro ADRB2 activation by CBL induced apoptosis in Kupffer cells treated with LPS/GDF15/CBL compared to Kupffer cells treated with LPS or LPS/GDF15 (Figure 7j). As a result of qRT-PCR analysis, as shown in Figure 7k, genes related to ADRB2 signaling and apoptosis promotion were highly expressed in Kupffer cells treated with LPS/GDF15/CBL compared to Kupffer cells treated with LPS or LPS/GDF15. Anti-apoptotic genes were downregulated.

또한, 도 7l에 나타난 바와 같이, 건강한 대조군에 비해 알코올성 간염 (AH) 환자에서 GDF15 mRNA가 유의하게 상향 조절되었지만 ADRB2, MAOA MAOB의 발현은 현저히 감소하였다.Additionally, as shown in Figure 7l, GDF15 mRNA was significantly upregulated in alcoholic hepatitis (AH) patients compared with healthy controls, but the expression of ADRB2, MAOA and MAOB was significantly decreased.

또한, 도 7m에 나타난 바와 같이, 건강한 대조군과 비교하여 알코올성 간경변(ALC) 환자의 중심정맥주위 부위에서 CD68+ 세포 증가 및 간에서의 GDF15의 발현 증가가 관찰되었다. Additionally, as shown in Figure 7M, an increase in CD68 + cells in the pericentral area and an increase in the expression of GDF15 in the liver of alcoholic cirrhosis (ALC) patients were observed compared to healthy controls.

상기의 결과는 혈중 GDF15 농도에 관계없이 카테콜아민의 농도, 카테콜아민 분해 효소의 발현 및 ADRB2 관련 신호가 ALD 환자의 중증도를 진단할 수 있음을 시사한다.The above results suggest that the concentration of catecholamines, the expression of catecholamine degrading enzymes, and ADRB2-related signals can diagnose the severity of ALD patients, regardless of the concentration of GDF15 in the blood.

Claims (12)

1) 세포에 피검물질을 처리하는 단계;
2) 상기 단계 1)의 세포에 ADRB2 유전자의 발현 수준 또는 이의 단백질의 활성 수준을 측정하는 단계; 및
3) 상기 단계 2)의 ADRB2 유전자 또는 이의 단백질의 발현 수준이 피검물질을 처리하지 않은 대조군에 비해 증가된 피검물질을 선별하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법.
1) treating cells with a test substance;
2) measuring the expression level of the ADRB2 gene or the activity level of its protein in the cells of step 1); and
3) selecting a test substance in which the expression level of the ADRB2 gene or its protein in step 2) is increased compared to the control group that did not treat the test substance;
A screening method for a treatment for alcoholic liver disease, comprising:
제1항에 있어서, 상기 세포는 쿠퍼세포 (Kupffer cell)인 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법.
The method of screening for a therapeutic agent for alcoholic liver disease according to claim 1, wherein the cells are Kupffer cells.
제1항에 있어서, ADRB2의 발현은 쿠퍼세포의 사멸을 유도하는 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법.
The method of screening for a treatment for alcoholic liver disease according to claim 1, wherein expression of ADRB2 induces death of Kupffer cells.
제1항에 있어서, ADRB2의 발현은 염증성 사이토카인의 억제를 유도하는 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법.
The method of screening for a therapeutic agent for alcoholic liver disease according to claim 1, wherein expression of ADRB2 induces inhibition of inflammatory cytokines.
제1항에 있어서, 상기 알코올성 간질환은 알코올성 지방간, 알코올성 지방간염 또는 알코올성 간염인 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환 치료제의 스크리닝 방법.
The method of screening for a therapeutic agent for alcoholic liver disease according to claim 1, wherein the alcoholic liver disease is alcoholic fatty liver, alcoholic steatohepatitis, or alcoholic hepatitis.
ADRB2 작용제 (agonist)를 유효성분으로 포함하는, 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease, comprising an ADRB2 agonist as an active ingredient.
제6항에 있어서, 상기 ADRB2 작용제는 미토콘드리아 CYP2E1 매개 산화 스트레스를 증가시키는 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease according to claim 6, wherein the ADRB2 agonist increases mitochondrial CYP2E1-mediated oxidative stress.
제6항에 있어서, 상기 ADRB2 작용제는 간에서 GDF15의 생산을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease according to claim 6, wherein the ADRB2 agonist increases the production of GDF15 in the liver.
제6항에 있어서, 상기 ADRB2 작용제는 쿠퍼세포의 사멸을 유도하는 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease according to claim 6, wherein the ADRB2 agonist induces death of Kupffer cells.
카테콜아민 (catecholamine)을 유효성분으로 포함하는, 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease, comprising catecholamine as an active ingredient.
제10항에 있어서, 상기 카테콜아민은 ADRB2를 활성화시키는 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease according to claim 10, wherein the catecholamine activates ADRB2.
제10항에 있어서, 상기 카테콜아민은 도파민 (dopamine), 노르에피네프린 (norepinephrine) 또는 에피네프린 (epinephrine)인 것을 특징으로 하는, 알코올성 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.The pharmaceutical composition for preventing or treating alcoholic liver disease according to claim 10, wherein the catecholamine is dopamine, norepinephrine, or epinephrine.
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