Abstract
비알코올성 지방간 발생의 여러 원인들 중에서 염증세포들에서의 활성산소종(reactive oxygen species)의 발생은 지방간 질환과 인슐린 저항성의 주요 원인들 중 하나이다. 이들 활성산소는 대부분이 간으로 침윤된 대식세포로부터 유래되는데 특히 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 인산염 산화효소(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase, NOX)에 의하여 주로 발현된다. 그중에서도 간내 염증세포 내에서 NOX를 매개로 활성산소가 발생할 수 있음은 잘 알려졌으나 어떤 세포에서 주로 활성산소가 발생하는지와 어떠한 기전으로 NOX2가 지방간병증과 인슐린 저항성에 기여하는지에 관한 자세한 내용은 알려지지 않았다. 본 연구에서는 NOX2를 발현하는 대표적인 간내 염증세포들로서 호중구, 간내 거주 쿠퍼세포, 간으로 이행한 대식세포 등 여러 세포 유형들 중에서, 주로 간으로 이행된 대식세포에서 NOX2를 매개로 활성산소를 생산하고 있다는 사실을 밝혀내었다. 이 같은 내용은 사람과 마우스의 간내 면역세포들을 분리하여 활성산소를 측정할 수 있는 방법인 2,7-Dichlorodihydrofluorescein acetate (DCFDA)를 이용하여 사람에서는 $CD68^{high}CD14^{low}$ 쿠퍼세포가 아닌 $CD68^{low}CD14^{high}$ 대식세포에서 주로 활성산소를 발현하며, 마우스에서는 $CD11b^+F4/80^{high}$ 쿠퍼세포가 아닌 $CD11b^+F4/80^{low}$ 대식세포에서 대부분의 활성산소를 발생시키고 있음을 증명하였다. 한편, lipopolysaccharide (LPS)-toll-like receptor 4(TLR4) 복합체의 내포 작용(endocytosis) 과정과 유사하게, 마우스 대식세포와 사람 단핵구에서 팔미트산(palmitate)은 다이나민(dynamin)을 매개로 팔미트산염의 내포 작용이 이루어진다. 서로 다른 지질 리간드들과 TLR4-myeloid differentiation factor 2 (MD2) 복합체와의 상호 작용을 크기 배제 크로마토그래피(size-exclusion chromatography)와 에스디에스 페이지(SDS-PAGE) 방법을 이용하여 분석한 결과, TLR4-MD2와 이합체(dimeric)로 결합하는 LPS와는 다르게 팔미트산은 상기 수용체와 단량체(monomeric) 형태로 나타남을 확인하였다. 또한, 정상 마우스와 비교하였을 때 TLR4 결여 마우스, NOX2 결여 마우스의 대식세포에서는 팔미트산 처리 시에 활성산소의 발생이 현저히 감소하지만, Myd88/Toll/Interleukin-1 receptor-domain-containing adapter-inducing $interferon-{\beta}$ (TRIF) 결여 마우스의 대식세포에서는 활성산소의 발생이 전혀 감소하지 않는 결과를 보였다. 종합하면, 대식세포의 주 염증 매개체인 LPS가 TLR4-MD2 복합체와 이합체의 형태로 결합되어 Myd88 혹은 TRIF 의존적으로 염증성 신호 전달을 하는 것과 다르게, 장관에서 흡수되거나 지방조직으로부터 용해된 혈중 유리지방산(free fatty acid)의 일종인 팔미트산의 경우 TLR4-MD2 복합체와 결합 후 단량체의 형태로 내포 작용이 이루어지며, Myd88과 TRIF 비의존적으로 특이적 활성산소가 발생함을 본 연구에서 보여주었다. 결론적으로 본 연구는 비알코올성 지방간 질환 발생시 이행성 대식세포들에서 팔미트산과 결합하는 TLR4의 내포 작용을 억제할 경우 활성산소의 발생을 감소시킬 수 있음을 증명한 첫 연구이다.