Association of β-Catenin with Fat Accumulation in 3T3-L1 Adipocytes and Human Population

The major function of adipocytes is to store fat in the form of triglycerides. One of the signaling pathways known to affect adipogenesis, i.e. fat formation, is the WNT/${\beta}$-catenin pathway which inhibits the expression and activity of key regulators of adipogenesis. The purpose of this research is to find genes among the WNT/${\beta}$-catenin pathway which regulate adipogenesis by using small interfering (si) RNA and to find the association of single nucleotide polymorphisms (SNPs) of the gene with serum triglyceride levels in the human population. To elucidate the effects of ${\beta}$-catenin siRNA on adipogenesis key factors, PPAR${\gamma}$ and C/EBP${\alpha}$, we performed real-time PCR and western blotting experiments for the analyses of mRNA and protein levels. It was found that the siRNA-mediated knockdown of ${\beta}$-catenin upregulates adipogenesis key factors. However, upstream regulators of the WNT/${\beta}$-catenin pathway, such as DVL2 and LRP6, had no significant effects compared to ${\beta}$-catenin. These results indicate that ${\beta}$-catenin is a candidate gene for human fat accumulation. In general, serum triglyceride level is a good indicator of fat accumulation in humans. According to statistical analyses of the association between serum triglyceride level and SNPs of ${\beta}$-catenin, -10,288 C>T SNP (rs7630377) in the promoter region was significantly associated with serum triglyceride levels (p<0.05) in 290 Korean subjects. On the other hand, serum cholesterol levels were not significantly associated with SNPs of the ${\beta}$-catenin gene. The results of this study showed that ${\beta}$-catenin is associated with fat accumulation both in vitro and in the human population.

β-catenin 유전자의 3T3-L1 지방세포 및 인체에서의 지방축적 연관성 연구

비만은 중성지방이 체내에 과잉으로 축적되어 지방 본래의 에너지 저장과 대사조절의 기능을 정상적으로 하지 못하는 상태를 말한다. 본 연구진은 siRNA 방법을 이용하여 Wingless-type MMTV integration site (WNT)/${\beta}$-catenin pathway에 의한 지방축적 조절에서 중요한 역할을 하는 유전자를 확인하고자 하였다. WNT/${\beta}$-catenin pathway에 속한 유전자 중 ${\beta}$-catenin을 siRNA기법을 통하여 knock down 한 후 adipogenesis의 핵심 조절자인 peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)${\gamma}$, CCAAT/enhancer binding protein (C/EBP)${\alpha}$의 mRNA와 단백질 발현 변화를 확인해 보았다. 그 결과 ${\beta}$-catenin유전자의 knock down에 의하여 PPAR${\gamma}$, CEBP${\alpha}$의 유전자 및 단백질 발현이 유의하게 증가함을 확인하였다. WNT/${\beta}$-catenin pathway에서 ${\beta}$-catenin의 상위 조절자인 LRP6와 DVL2의 knock down에 의한 adipogenesis 조절 유무를 분석하였으나 유의적인 영향을 미치지 못하는 것으로 발견되었다. 이는 ${\beta}$-catenin이 상위 조절자들의 영향을 받기 보다는 독립적인 기작으로 PPAR${\gamma}$, CEBP${\alpha}$의 mRNA, 단백질 발현의 조절함으로써 adipogenesis의 negative regulator의 기능을 하는 것으로 판단된다. 또한 290명의 한국인을 대상으로 비만의 대표적인 표지인자인 혈중 중성지방 농도와 혈중 콜레스테롤 농도에 대한 ${\beta}$-catenin 유전자의 단일염기다형성(SNP)과의 연관성을 통계 분석해보았다. 그 결과 프로모터 부분에 위치한 4종류의 SNP 중에서 transcription개시 지점으로부터 -10,288위치에 존재하는 C>T polymorphism인 rs7630377이 유의하게 혈중 중성지방 농도와 연관성이 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 ${\beta}$-catenin이 세포 수준에서 뿐 아니라 인체에서도 지방축적에 유의적인 영향을 미치고 있음을 제시하고 있다.