세포노화 과정에서 글리코젠 합성 과정의 중요성 연구
- 주제(키워드) aging , 세포노화
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 윤계순
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 분자과학기술학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000010923
- 본문언어 영어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Glycogen biogenesis and its response to physiological stimuli have often been implicated in age-related diseases. However, their direct relationships to cell senescence and aging have not been clearly elucidated. Here, I report the central involvement of enhanced glycogenesis in cellular senescence. Glycogen accumulation, glycogen synthase (GS) activation, and glycogen synthase kinase 3 (GSK3) inactivation commonly occurred in diverse cellular senescence models, including the liver tissues of aging F344 rats. Subcytotoxic concentrations of GSK3 inhibitors (SB415286 and LiCl) were sufficient to induce cellular senescence with increased glycogenesis. Interestingly, the SB415286-induced glycogenesis was irreversible, as were increased levels of reactive oxygen species and gain of senescence phenotypes. Blocking GSK3 activity using siRNA or dominant negative mutant (GSK3β-K85A) also effectively induced senescence phenotypes, and GS knock-down significantly attenuated the stress-induced senescence phenotypes. Taken together, these results clearly demonstrate that augmented glycogenesis is not only common, but is also directly linked to cellular senescence and aging, suggesting GSK3 and GS as novel modulators of senescence, and providing new insight into the metabolic backgrounds of aging and aging-related pathogenesis.
more초록/요약
Glycogen 의 생합성과 생리적 자극에 대한 반응은 종종 노화와 관련된 질병으로 생각 되어 져 왔다. 그러나, 이러한 세포 노화의 직접적인 관련은 아직 까지명백하게 밝혀지고 있지 않다. 그래서 우리는 세포의 노화과정에서 주요 하게 축적되는 glycogen 에 대해서 보고 하고자 한다. Glycogen 의 축적과, glycogen synthase (GS) 의 활성화 그리고 glycogen synthase kinase (GSK3) 의 불 활성화는 다양한 세포노화 모델에서 일반적으로 발견 되었다. 여기에 우리는 세포에 독성이 낮은 농도의 GSK3 저해제 (SB415286 과 LiCl) 를 사용했고, 이 결과 glycogenesis의 증가와 세포의 노화가 충분하게 형성됨을 알 수 있었다. 흥미롭게도, SB415286에 의해 유도된 glycogenesis 는 비 가역적이었고, reactive oxygen species (ROS) 의생성과 세포노화를 증가 시켰다. siRNA 나 dominant negative mutant (GSK3β-K85A)또한 효과적으로 세포 노화를 유도했다. 그리고, GS 의 knock-down 은 스트레스에 의해 유도된 세포 노화를 의미 있게 감소 시켰다. 결론적으로, 이러한 결과들은 세포 내 glycogen 의 축적은 직접적으로 세포노화에 연관되어 있음을 명백하게 증명했다. 따라서, GSK3 와 GS 가 노화의 새로운 조절자 로서 역할을 하고, 이는 노화와 이에 관련된 여러 질병의 대사적 배경을 이해하는데 큰 역할을 했다.
more목차
Ⅰ. INTRODUCTION 1
Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 5
A.Cell culture and cell viability 5
B.Introduction of siRNA or cDNA into cells 5
C.Senescence associated β-galactosidase (SA-β-gal) assay 6
D.Detection of glycogen accumulation in cells and tissues 7
E.Determination of intracellular ROS level and granularity 7
F.Western blot analysis and antibodies 8
G.Electron microscopy 8
H.Statistical snalysis 9
Ⅲ. RESULTS 10
A.Glycogenesis is commonly enhanced in cell senescence and aging rat models 10
B.GSK3 inhibition by pharmacological inhibitors induces cellular senescence, and accompanies augmented glycogen synthesis 18
C.Enhanced glycogenesis and senescence phenotypes induced by GSK3 inhibitors are irreversible 30
D.GSK3 inactivation induces senescence phenotypes with accompanying glycogen accumulation 35
E.Glycogenesis via GS is genuinely involved in cellular senescence 41
Ⅳ. DISCUSSION 46
Ⅴ. CONCLUSION 50
Ⅵ. REFERENCES 51
Ⅶ. 국문요약 55
