비만진단용 조성물 ( 비만진단용키트 , 바이오마커 )

1. 기술이전설명회 비만진단용 조성물(비만진단용키트, 바이오마커) Eun-Young Kwon & Myung-SookChoi* Department of Food Science and Nutrition Kyungpook National University , Korea 29, April, 2014, Fream Hall CMS Building, KAIST, Daegeon

2. 1. 이론적 배경 Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea

3. X 4

4. abdominal obesity

5. 비만 (2010) (OECD 2010)

6. Blood Pressure (fibrinogen PAI-1) TG HDL-Csmall dense LDL  Insulin Resistance Food Genetic Metabolic Syndrome Tree (대사성 질환 나무) Atherosclerotic CVD Coagulability Hepatic Steatosis/Fibrosis Dyslipidemia Type 2 Diabetes obesity Low birth weight Physical inactivity Stress

7. Liver fibrosis (간 섬유화증) ECM secretion MMP Cathepsin TGF-β ROS Lumican ECM deposition

8. 간섬유화증과 관련된 최근연구

9. 비정상적인 지방축적& 아디포카인 분비 • Metabolic Control • Leptin • Adiponectin • Resistin (Rodents) • Visfatin • RBP4 • Apelin • Omentin • Chemerin • ASP(acylation • stimulating protein) • Agouti signaling protein Adipokines • Tissue Repair • Anginotensinogen • Renin • PAI-1 • Nerve growth factor • Vascular endothelial • growth factor • Transforming growth • factor (TGF) • Insulin-like growth factor-1 • Heparin-binding epidermal • growth factor-like growth • factor (R-EGF) • Tissue factor • Inflammation • Resistin (Human) • TNF • IL-6, IL-1, IL-10, IL-8 (CXCL8) • IL-1 receptor antagonist • MCP-1(CCL2) • RANTES (CCL5) • Interferon inducible • protein 10 (CXCL10) • Migration inhibitory factor(MIF) • Hepoidin • Adipsin • Serum amyloid protein A 염증유발 아디포카인 분비 증가

10. 비만인의 지방조직으로부터 염증유발 아디포카인 분비 증가는 간조지에서아디포카인 축적을 유도하고 그 결과 지방간 및 간경변을 초래한다. • “염증유발 아디포카인 분비 증가” • “염증유발 아디포카인 축적”

11. Luteolin • 루테올린은플라보노이드 중의 하나로 잎종류, 샐러리, 당근, 올리브오일, 페퍼민트, 땅콩껍질 등에 많이 존재한다. • 루테올린의 생리적 기능 • Anti-inflammatory (항염증) • Anti-oxidant (항산화) • Anti-cancer (항암) • Anti-allergic (항알러지) • Immune-modulating (면역조절) • 루테올린과 관련된 연구는 대부분 시험관 연구 (in vitro)이며, 생체실험 연구 (in vivo) 는 많이 수행되지 않았으며, 더욱이 비만과 관련된 연구는 거의 찾아보기 힘든 실정임. Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea

12. 영양유전체학(Nutrigenomics) 접근법을 활용한 생리활성 물질 기능연구 Nutrigenomics 영양소와 생리활성 물질 DNA - genes • “Luteolin” Life Style . . . Effect on Health RNA Nutrigenetics Epigenomics Transcriptomics Proteomics Protein Metabolomics Metabolites

13. 2. 실험론적 방법

14. 실험디자인 C57BL/6J mice ND AIN-76 diet + 5% fat (n=10) HFD AIN-76 diet + 20% fat (n=13) LU HFD diet + 0.005% LU (n=13) 16 wks Liver Histopathology Lipid profile cDNA array Plasma Lipid profile Cytokine profile Adipose tissue Histopathology cDNA Microarray • “Microarray analysis” Illumina Mouse WG-6 v2 Expression BeadChip, Single dye statin Microarray analysis of total RNA Lean Obese

15. 3. 실험 결과

16. Body and Adipose Tissue Weights Body weight White ATs Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea

17. Tissue Morphology A B Normal Diet Luteolin High-fat Diet Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea

18. Lipid Profiles • “Hypolipidemic effect” “Hepatic lipids-lowering effect” “Fecal lipids-increasing effect”

19. Plasma Adipokine Levels Macrophage-related serum biomarkers Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea

20. Macrophage marker by immunohistochemistry staining MCP1 Cd 68 Normal Luteolin Normal High-fat High-fat Luteolin Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea

21. Masson's Trichrome Staining A Fibrosis B High-fat Diet Normal Diet Luteolin Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea

22. Microarray analysis Inflammatory response Genes in Epididymal Adipose tissue Down-regulated by Luteolin Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea Centerfor Food & Nutritional Genomics, Kyungpook National Univ. Korea

23. Expression of macrophage markergene in adipose tissue r=0.889, p<0.000 r=0.619, p<0.000

24. Changes in Pro- & Anti- inflammatory Genes by LU

25. Upstream Gene Expressions for Proinflmmatory Cytokine “Toll-like signaling pathway”

26. Collagen & Extracellular matrix (ECM) regulator gene expressions (Cathepsins)

27. Regulation of LU-responding ECM regulator gene in fibrosis pathway

28. 특허출원 “루테올린을 유효성분으로 포함하는 섬유증의 예방 또는 치료용 조성물”, No. 10-2013-0043457

29. 식약처에 고시된 건강기능 식품 “대사성 질환과 관련된 기능별 정보” 혈당조절

30. 식약처에 고시된 건강기능 식품 “대사성 질환과 관련된 기능별 정보” 콜레스테롤 개선

31. 식약처에 고시된 건강기능 식품 “대사성 질환과 관련된 기능별 정보” 활성산소 감소 체지방 감소

32. 식약처에 고시된 건강기능 식품 “대사성 질환과 관련된 기능별 정보” 혈압 조절 혈중 중성지방 개선

33. 식약처에 고시된 건강기능 식품 “대사성 질환과 관련된 기능별 정보” 혈행개선 간 건강 “땅콩껍질 추출물”에 대한 개별인정원료 등록건은 없음

34. 마이크로어레이를 이용한 전사체 데이터 (Transcriptome) 분석 * 45000개의 유전자 중 체중과 상관성을 나타내는 유전자 (P<0.001) Adipose tissue Liver 42 genes 329 1572 특허출원 “비만 진단용 조성물”, No. 10-2013-0043459 간과 지방조직에서 같은 패턴으로 체중과 상관성을 나타내는 유전자

35. 42개의 유전자 중 Fold change (정상식이 vs고지방식이)가 2이상인 유전자를 선별하여 “비만 진단용 조성물” 특허 출원 특허출원 “비만 진단용 조성물”, No. 10-2013-0043459

36. 비만 진단 바이오마커 개발 -진단키드 개발 활용 가능성- • 앞서 “비만 진단용 조성물”로 특허 출원한 유전자들은 고지방 식이에 의해 발현이 증가 또는 감소하나, 체중감소 효과를 나타낸 “루테올린” 급여에 의해 정상수준으로 변화하는 것이 관찰되었음. • 체중감소에 의한 변화 뿐만 아니라 지방간/간섬유화증의 진전단계에 따라서도 그 발현량이 유의적으로 변화하는 것이 관찰됨으로써 이들 질병의 진단키드 개발 활용 가능성이 높음. • 이들 조기 바이오 마커의 활용은 최종적으로 인체에서 적용되어야 함으로, 인체의 말초혈액 단핵세포에서의 확인과정 (Validation)이 이루어진다면 인체의 혈액을 이용한 비만 진단키드 개발이 가속화 될 것으로 기대됨. • 비만 진단키드를 활용할 경우 이들 유전자 목록을 지닌 사람은 비만인으로 진전될 가망성이 높다라는 것을 의미하므로, 비만 및 비만합병증 예방에 많은 기여를 할 것으로 사료됨.

37. Thank you for your kind attention !