Abstract
SET1A is a histone H3K4 methyltransferase that catalyzes di- and trimethylation of histone H3 at lysine 4 (H3K4). Mono-, di-, and trimethylations on H3K4 (H3K4me1, H3K4me2, and H3K4me3, respectively) are generally correlated with gene activation. Although H3K4 methylation is associated with the stimulation of adipogenesis of 3T3-L1 preadipocytes, it remains unknown whether SET1A plays a role in the regulation of adipogenesis of 3T3-L1 preadipocytes. Here, we investigated whether SET1A regulates 3T3-L1 preadipocytes' adipogenesis and characterized the mechanism involved in this regulation. SET1A expression increased during 3T3-L1 preadipocytes' adipogenesis. Consistent with the increased SET1A expression, the global H3K4me3 level had also increased on day 2 after the induction of adipogenesis in 3T3-L1 adipocytes. SET1A knockdown using siRNA in 3T3-L1 preadipocytes inhibited 3T3-L1 preadipocytes' adipogenesis, as assessed by Oil Red O staining and the expression of adipogenic genes, indicating that SET1A stimulates the adipogenesis of 3T3-L1 preadipocytes. SET1A knockdown inhibited the cell proliferation of 3T3-L1 cells during mitotic clonal expansion (MCE) via down-regulation of the cell cycle gene cyclin E1, as well as the DNA synthesis gene, dihydrofolate reductase. Furthermore, SET1A knockdown repressed peroxisome proliferator-activated receptor gamma ($PPAR{\gamma}$) expression during the late stage of adipogenesis. These results indicate that SET1A stimulates MCE and $PPAR{\gamma}$ expression, which leads to the promotion of 3T3-L1 preadipocytes' adipogenesis.
히스톤 H3K4의 메칠화는 3T3-L1의 지방세포의 분화를 촉진하는 것으로 알려져 있으나, 히스톤 H3K4 메칠화 효소인 SET1A가 지방세포 분화를 조절하는지에 대해서는 보고된 바가 없다. 그러므로 본 연구에서는 SET1A의 3T3-L1 지방세포의 분화조절과 기전을 연구하였다. SET1A의 발현은 3T3-L1 지방세포 분화과정에서 증가함을 관찰하였다. 3T3-L1 지방전구세포에서 siRNA을 이용하여 SET1A의 발현을 감소시키면 3T3-L1 지방전구세포의 분화가 억제됨을 관찰하여 SET1A가 3T3-L1 지방전구세포의 분화를 촉진함을 알 수 있었다. 이에 대한 조절기전을 알기 위해, SET1A의 발현을 감소시킨 3T3-L1 지방전구세포의 세포증식을 측정한 결과, 분화 초기 단계인 분화 후 2일 동안 3T3-L1 지방세포의 증식이 감소하였다. 또한 분화 후 7일 동안 지방세포세포 분화 조절인자들의 발현을 측정한 결과, SET1A의 발현을 감소시킨 3T3-L1 지방세포에서 $PPAR{\gamma}$의 발현이 감소하였다. 위와 같은 연구결과를 바탕으로, SET1A는 분화초기단계에서는 mitotic clonal expansion 단계를 촉진하고, 분화후기단계에서는 $PPAR{\gamma}$의 발현을 증가시켜 3T3-L1 지방세포의 분화를 촉진함을 알 수 있었다.
