Effects of Ectopic Expression of Transcription Factors on Adipogenic Transdifferentiation in Bovine Myoblasts

한우(Bos taurus coreanae) 유래 myoblast에서 전사인자 과발현에 의한 지방세포로의 교차 분화 유도

The present study was conducted to investigate whether myoblasts can be transdifferentiated into adipocytes by ectopic expression of adipogenic transcription factors, including peroxisome proliferator-activated receptor-${\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$), CCAAT/enhancer-binding protein-${\alpha}$ (C/$EBP{\alpha}$), sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP1c), and Krueppel-like factor 5 (KLF5), in primary bovine satellite cells. Transcription factors were transiently transfected into primary bovine myoblasts, and the cells were cultured with adipogenic differentiation medium for 2 days and then cultured on growth medium for an additional 8 days. Ectopic expression of $PPAR{\gamma}$ or C/$EBP{\alpha}$ alone was insufficient to induce adipogenesis in myoblasts. However, overexpression of both $PPAR{\gamma}$ and C/$EBP{\alpha}$ in myoblasts was able to induce adipogenic transdifferentiation as indicated by the appearance of mature adipocytes, the induction of adipogenic gene expressions, and the suppression of myogenic gene expressions. In addition, KLF5 and $PPAR{\gamma}$ co-transfected bovine myoblasts were converted to adipocytes but not in cells transfected with only KLF5 expression vector. Overexpression of SREBP1c alone was sufficient to induce transdifferentiation from myoblasts into adipocytes. These results demonstrate that primary bovine satellite cells can be transdifferentiated into adipocytes either by single ectopic expression or combined expression of adipogenic transcription factors in a culture system.

본 연구는 한우유래 myoblast에서 지방세포분화 유도 전사인자들을 과발현시켜 지방세포로의 교차분화를 유도하기 위하여 실시하였다. 한우 유래 satellite cell을 배양한 후 adipogenic transcription factor인 $PPAR{\gamma}$, C/$EBP{\alpha}$, SREBP1c, KLF5등을 단독 또는 co-transfection을 실시하여 세포에 과발현을 유도하였다. 이들 세포들은 adipogenic differentiation medium에서 2일간 배양한 후growth medium에서 8일간 추가로 배양하였다. 지방세포로의 교차분화 유무는 Oil-red O염색과 지방세포 마커 유전자들의 발현으로 확인하였다. $PPAR{\gamma}$과 C/$EBP{\alpha}$를 각각 단독으로 과발현을 유도한 경우myoblast에서 지방세포로의 교차분화를 유도하기에는 충분하지 못하였다. 그러나 $PPAR{\gamma}$와 C/$EBP{\alpha}$을 co-transfection을 실시한 경우 지방세포로의 교차분화가 유도되었고, 세포내지방구형성, 지방세포 마커유전자의 발현, 근세포 마커유전자의 발현 감소 등이 확인되었다. KLF5 와 $PPAR{\gamma}$를 동시에 과발현할 경우 지방세포로의 교차분화를 볼 수 있었지만 KLF단독의 경우는 교차분화를 유도하지 못하였다. 할성형SREBP1c (tSREBP1c)의 경우, 단독으로 myoblast에 과발현을 처리한 경우만으로 지방세포로의 교차분화를 유도할 수 있었다. 이들 결과는 한우유래 satellite cell을 이용하여 지방세포분화 전사인자를 단독 혹은 조합하여 이들 세포에 과발현 시킬 경우 지방세포로의 교차분화를 유도할 수 있음을 보여 주었다.