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알코올이 베타세포에 미치는 영향에 관한 대사 및 분자생리학적 연구: (The)Effect of Ethanol on β-cells : Metabolism and Molecular Physiology

알코올이 베타세포에 미치는 영향에 관한 대사 및 분자생리학적 연구: (The)Effect of Ethanol on β-cells : Metabolism and Molecular Physiology

자료유형
학위논문
개인저자
신준섭
서명 / 저자사항
알코올이 베타세포에 미치는 영향에 관한 대사 및 분자생리학적 연구: (The)Effect of Ethanol on β-cells : Metabolism and Molecular Physiology/ Jun-Seop Shin.
발행사항
서울 :   고려대학교 대학원 ,   2003.  
형태사항
ⅹ, 84 p. : 삽도 ; 26 cm.
학위논문주기
학위논문(박사) - - 고려대학교 대학원 : 생명공학과 , 2002
학과코드
0510   6YD48   62  
서지주기
참고문헌 : p. 70-82
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전자정보

No. 원문명 서비스
1
알코올이 베타세포에 미치는 영향에 관한 대사 및 분자생리학적 연구: (The)Effect of Ethanol on β-cells : Metabolism and Molecular Physiology
PDF 초록 목차
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No. 1 소장처 과학도서관/학위논문서고/ 청구기호 0510 6YD48 62 등록번호 123022925 도서상태 대출가능 반납예정일 예약 서비스 B M
No. 2 소장처 세종학술정보원/학위논문실/ 청구기호 0510 6YD48 62 등록번호 153038432 도서상태 대출가능 반납예정일 예약 서비스
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컨텐츠정보

초록

Various epidemiological studies suggest alcohol intake is one of the risk factors leading to type Ⅱ diabetes, but the direct effect of ethanol on β-cell functions such as insulin secretion and gene expression was not explored. In this study, therefore, the effect of ethanol on glucose and insulin metabolism was examined in a single clonal β-cell line, HIT-T15. Moreover, using the representational difference analysis (RDA), ethanol-regulated genes were sought to link the metabolic alterations caused by ethanol to the aspect of molecular physiology in the β-cells.
The results showed ethanol inhibited the metabolic activity in dose- and time-dependent manners. Also, ethanol reduced basal insulin secretion, but augmented glucose-stimulated insulin secretion. Using Northern blot and reporter assay, these metabolic alterations by ethanol in β-cells were shown to be due to the effect of ethanol on insulin gene expression. In experiments to address possible pathway(s) involved in the effect of ethanol on insulin gene expression, only the translocation of catalytic subunit α of PKA to the nucleus was reduced in dose-and
time-dependent manners with total amount of PKAc constant. Collectively, these results demonstrated that ethanol inhibited insulin gene expression through PKA pathway, resulting in the inhibition of basal insulin secretion. However, when β-cells exposed to ethanol were stimulated by glucose, they increased insulin gene transcription, and secreted the similar or even higher amount of insulin compared to untreated control, thereby causing β-cells to overwork in order to compensate for inhibition of basal insulin secretion.
To further investigate the effect of ethanol on β-cell gene expression in a more systematic manner, several ethanol-regulated genes in pancreatic β-cells exposed to ethanol were isolated by using cDNA RDA method, and their differential expressions were confirmed by Northern or dot blot analyses. These genes were shown to code for IAP, RPS3, c

다양한 역학조사에 의하면 알코올 섭취는 제2형 당뇨병의 여러 병인 중 하나로 여겨지지만, 알코올이 인슐린 분비와 인슐린 유전자 발현에 미치는 직접적인 영향을 살펴 본 연구는 보고되어 있지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 햄스터 유래의 베타세포인 HIT-T15세포를 이용하여 알코올이 포도당과 인슐린 대사에 미치는 영향을 살펴보았으며, 더 나아가 RDA법을 사용하여 알코올에 의해 조절되는 유전자를 찾음으로써, 알코올에 의한 대사이상을 베타세포의 분자적 생리학 측면에서 규명하고자 하였다. 알코올에 의해 베타세포의 대사활성은 농도와 시간에 의존적으로 저해되어 기저 인슐린 분비는 감소되었으나, 포도당 자극에 의한 인슐린 분비는 증강되었다. Northern blot과 reporter assay를 이용하여 알코올에 의한 대사이상은 인슐린 유전자 발현이상에 기인함을 알 수 있었다. 또한, 알코올이 인슐린 유전자 발현에 미치는 세포 내 경로를 살펴보기 위한 실험에서는 PKA의 catalytic subunit α가 양적인 변화없이 핵으로 이동되는 것이 알코올에 의해 농도와 시간에 의존적으로 저해되었다. 따라서, 알코올은 PKA 경로를 거쳐 인슐린 유전자 발현을 감소시키고, 결국 기저인슐린 분비량의 감소를 야기한다. 하지만, 알코올에 노출된 이후 포도당 자극을 받게 되면 베타세포는 인슐린 유전자 발현을 증강시켜 알코올에 노출되지 않을 때와 비슷한 양 또는 더 많은 양의 인슐린을 분비하게 된다. 이러한 결과는 베타세포가 알코올에 의해 감소된 기저 인슐린 분비를 극복하기 위해 과도하게 인슐린 유전자발현을 유도하는 것으로 사료된다. 알코올에 의한 베타세포 내 유전자 발현양상을 보다 체계적으로 살펴보기 위해 cDNA RDA법을 사용하여 알코올에 의해 조절되는 유전자를 찾았으며, Northern blot과 dot blot으로 이들 유전자의 선별적 발현을 확인하였다. 알코올에 의해 발현이 유도되는 유전자에는 IAP, L1 retrotransposon, RPS3, calmodulin-1이 있었으며, 발현이 억제되는 유전자에는 cdc42 GTPase-activating protein, delta-sarcoglycan, alpha 4b가 있었다. 베타세포내에서 이들 유전자의 기능과 알코올과의 연관성에 관한 연구는 좀더 진행되어야 하지만, 지금까지의 결과는 이들 유전자들이 알코올에 의한 대사이상과 관련되어 있음을 시사한다. 결론적으로 본 연구에서 이루어진 대사관련 연구와 알코올에 의해 조절되는 유전자에 관한 심도있는 연구는 알코올 섭취가 제 2형 당뇨병을 야기시키는 병인기전을 이해하는데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.

목차

ABSTRACT = i
TABLE OF CONTENTS = ⅲ
LIST OF FIGURES = ⅵ
LIST OF TABLES = ⅷ
ABREVIATIONS = ⅸ
INTRODUCTION = 1
CHAPTER Ⅰ = 6
ABSTRACT = 7
INTRODUCTION = 9
MATERIALS AND METHODS = 12
 Materials = 12
 Cell culture = 12
 Immunocytochemistry = 12
 Enzymatic assay = 13
 Insulin secretion = 14
 RT-PCR = 14
 Northern blot = 15
 Genomic DNA isolation = 16
 Plasmid construction = 16
 Chloramphenicol acetyltransferase (CAT) assay = 17
 Western blot = 19
 Data analysis = 20
RESULTS = 21
 1. HIT cells produce insulin and retain glucose responsiveness = 21
 2. Ethanol decreases β-cell metabolic activity = 24
 3. Ethanol decreases basal, but not glucose-stimulated insulin secretion = 24
 4. Ethanol reduces insulin gene expression = 29
 5. Ethanol reduces insulin gene expression through cAMP-dependent pathway = 30
DISCUSSION = 35
CHAPTER Ⅱ = 39
ABSTRACT = 40
INTRODUCTION = 41
MATERIALS AND METHODS = 45
 Materials = 45
 Measurement of ethanol = 45
 General methods = 46
 cDNA RDA = 46
 Northern and dot blot analysis = 48
 Cellular stresses = 49
RESULTS = 50
 1. Ethanol evaporation was negligible, and minor fraction of ethanol exerted its direct effect on HIT cells = 50
 2. cDNA RDA process was performed to isolate ethanol-regulated genes = 52
 3. RPS3 gene was increased by other cellular stresses = 58
DISCUSSION = 60
APPENDIX = 64
REFERENCES = 70
국문요약 = 83