• 검색 결과가 없습니다.

Ghrelin; Helicobacter pylori 감염 위 질환에 미치는 영향

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Ghrelin; Helicobacter pylori 감염 위 질환에 미치는 영향"

Copied!
7
0
0

로드 중.... (전체 텍스트 보기)

전체 글

(1)

대한소화기학회지 2006;48:75-81 □ REVIEW □

서 론

미국에서 비만은 전체 인구의 33% 정도에서 문제가 되고 연간 680억 불 정도가 비만과 관련된 의료비로 지출되며 300억 불 정도가 비만을 해소하기 위한 건강식품이나 프로 그램에 소비되고 있다.1 국내에서는 아직까지 만성질환 치 료와 비교하여 두드러지지는 않으나 미래질환의 대상인 10

대에서 비만아동이 증가하는 추세가 두드러지므로 이에 대 한 대비책을 마련하는 것이 미국의 경험에서 얻을 수 있는 타산지석이 될 것이다. 증가하는 비만은 서구화된 생활양식 과 환경 및 유전 요인이 함께 관여하는 다인성 질환으로, 현 재까지 leptin 유전자와 그 수용체 유전자, POMC (pro-opio- melanocortin), PCI (pro-hormone convertase-1), MCR4 (mela- nocortin-4 receptor genes) 유전자가 비만과 관련이 있는 유전

Ghrelin; Helicobacter pylori 감염 위 질환에 미치는 영향

아주대학교 의과대학 소화기내과학교실, 간 및 소화기질환 유전체 연구센터

최정영․함기백

Ghrelin; Influences on Helicobacter pylori -associated Gastric Diseases

Jeong Young Choi, M.D. and Ki-Baik Hahm, M.D.

Department of Gastroenterology, Ajou University School of Medicine and Genomic Research Center for Gastroenterology, Suwon, Korea

Recently, gastric Helicobacter pylori (H. pylori) colonization has been shown to affect the expression of leptin and ghrelin, hormones that control appetite and satiety. Gastric leptin, produced by chief and parietal cells and released in response to meals, may play a role in weight gain after eradication of H. pylori infection, whereas ghrelin, produced by X/A-like enteroendocrine cells in oxyntic gland, is released during fasting, and suppressed by feeding and leptin. Whether either that H. pylori genes represent microbial contributions to the complement of thrifty genes of humans, or that H. pylori disappearance plays a role in adiposity remains to be determined.

Simply, ghrelin-leptin might tango in body weight regulation, gastric inflammation, and gastric motility. In the current review about the possible role of ghrelin in gastric inflammation, we found that high serum albumin condition decreased ghrelin expression, whereas serum albumin deprivation significantly increased ghrelin expression, however, of which regulation was abolished after H. pylori infection. Ghrelin significantly attenuated the inflammatory stimuli imposed after H. pylori, shown with inactivation of phospho-extracellular signal-regulated kinase (p-ERK) and nuclear factor-κB (NF-κB)-DNA binding activities. Conclusively, besides orexigenic and weight gaining actions of gastric hormone, ghrelin, it likely endows the stomach the protective effect from exo- genous damages. (Korean J Gastroenterol 2006;48:75-81)

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

Key Words: Ghrelin; Helicobacter pylori; Leptin; Nuclear factor-κB; Protection

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ Correspondence to: Ki-Baik Hahm, M.D.

Department of Gastroenterology, Ajou Univestity School of Medicine, San 5, Wonchon-dong, Yeongtong-gu, Suwon 443-721 Korea

Tel: +82-31-219-4381, Fax: +82-31-219-4399 E-mail: hahmkb@hotmail.com

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

연락처: 함기백, 443-721, 경기도 수원시 영통구 원천동 산 5 아주대학교병원 소화기내과

Tel: (031) 219-4381, Fax: (031) 219-4399 E-mail: hahmkb@hotmail.com

* 이번 연구는 보건복지부 R&D 연구지원사업(01-PJ10-PG6- 01GN14-0007)의 지원에 의해 이루어졌음.

(2)

76 대한소화기학회지: 제48권 제2호, 2006

자로 보고되고 있다. 이 유전자들에 의해 생성된 단백질들 은 음식 섭취와 관련된 회로에 강하게 연결되어 있다.2 비만 환자에서 두드러진 신체 특징의 하나는 지방조직의 증가다. 생물체 중 수중에 살고 있는 물고기나 어패류같이 태생 후 즉시 주변 환경으로부터 필요할 때마다 에너지를 섭취할 수 있는 조건의 것들은 굳이 에너지를 저장하는 지 방조직이 필요없지만, 인간은 태생 후 수시로 생존을 위한 에너지를 섭취할 수 없는 까닭에 지방조직에 잉여 에너지를 저장하였다가 필요에 따라 이용한다.3 과거에는 이러한 지 방조직이 단순히 초과 섭취된 칼로리를 저장하고 필요 시 에너지 소모를 도와주는 조직으로만 생각해 왔으나 비만 환 자에서 다양한 대사 질환(metabolic diseases)의 유병률이 증 가된다는 사실에 기초한 연구를 통해 지방조직이 단순한 잉 여 에너지 저장고가 아닌 내분비조직으로 작동하여 병을 유 발한다는 사실을 알게 되었으며, 이에 관련한 유전자로 leptin 과 leptin 수용체, tumor necrosis facter-α, interleukin-6, trans- forming growth factor-β, adipo Q, adiponectin, resistin 등이 발견되었다.4-6

그러면 비만 발생과 소화기계 장기, 특히 위장의 역할에 대한 궁금증이 생기게 된다. Fig. 17에서 보듯이 위장은 지방 조직과 함께 비만의 직접적인 원인을 제공해주는 음식 섭취 와 이와 연관된 여러 다른 장기 즉 심장, 췌장, 림프구, 뇌하 수체/시상하부 등과 직접적인 관련이 있는 중요한 기관이 다. 지방조직에서 주로 분비되는 leptin과 위에서 주로 분비 되는 ghrelin은 음식의 섭취 및 포만감을 조절해 주는 중요 한 매개체이기 때문에 이들을 생산하는 위장관은 비만의 원 인 규명이나 치료 시 그 중요성이 강조된다.8 대표적인 위장 질환인 Helicobacter pylori (H. pylori) 감염 시 leptin의 변화 를 보여주는 연구는 Azuma 교수9의 연구결과가 대표적인데 이들은 201명의 H. pylori 연관 위염 환자에서 혈청 leptin 농 도와 위 조직에서의 leptin 면역화학검사를 시행하여 leptin 이 위 점막에 위치하고 있다는 사실과 H. pylori 제균 후에 체중이 증가되는데 이것은 제균 후 위장 leptin의 감소와 연 관되며, 나아가서 서양에서 비만 환자가 두드러진 이유 중 의 하나가 바로 H. pylori 유병률의 차이와 연관 있을 것으 로 고찰하였다. 최근의 H. pylori와 관련한 종설10에서 위의

Fig. 1. Mechanism of satiety and suppression of appetite.7 (A) Neuroendocrinologic regulation of central feeding and growth hormone release. (B) Physiologic roles of ghrelin. Gastric ghrelin has an effect on the physiologic function of pancreas, lymphocyte, tumor, adipose tissue, heart, cranial nerves, and stomach. Ghrelin induces the increase of gastric acid secretion, gastric motility and gastric emptying by induction of gastrin.

NPY, neuropeptide Y; AGRP, agouti related peptide; POMC, proopiomelanocortin; CART, cocaine and amphetamine-regulated transcript; GHRH, growth hormone releasing hormone; GH, growth hormone; ACTH, adrenocorticotrophic hormone.

Feeding

Fasting

Adipose tissue Stomach

GH Pituitary

gland Ghrelin Leptin

Vagus nerve Soma- GHRH

tostatin

Hypothalamus NPY/AGRP POMC/CART

±Trophic

Tumor Gastrin release

Gastric acid secretion Gastric motility Gastric emplying Adipose

tissue

Fat mass Fat oxidation

B&T cells Gastric

ghrelin

Pancreas Heart

Vagus nerve Pituitary gland

Hypothalamus

Feeding

Memory & Learning Anxiogenesis Anorexia nervosa Obesity

↑Cytotoxic lymphocytes

↑Cycling of lymphocytes

ACTH

Protactin

GH

Vasorelaxation

↓Afterload Cardiac output Cardiac cachexia Apoptosis

Hyperglycemia

Insulin secretion Exocrine secretion

A B

(3)

최정영 외 1인. Ghrelin; Helicobacter pylori 감염 위 질환에 미치는 영향 77

leptin과 ghrelin의 균형이 식욕 조절과 위산분비 조절에 관 여함은 물론 이러한 변화가 비만과도 연관되므로 십대의 H.

pylori 제균이 성장 후 비만이라는 악영향을 예방할 수 있다 고 주장하였지만 아직까지는 논란의 대상이다. 그렇지만 ghrelin과 leptin은 에너지의 균형과 체중 조절에 분명히 영 향을 주고, ghrelin의 경우 위장에서 분비되는 호르몬이기 때문에 소화기 전문의사는 ghrelin에 대하여 내분비내과나 비만 관련 전문의만큼 많은 관심을 가지고 연구하는 것이 필요하다(Table 1).11

이러한 배경하에 이번 종설에서는 ghrelin과 비만에 대하 여 알아보고, H. pylori 감염 시 ghrelin의 역할 등에 대하여 최근의 실험결과를 소개함으로써 식욕 조절에 관여하는 ghrelin의 기능 이외에 위염이나 각종 위 질환 시 ghrelin의 관여를 병태생리학적으로 규명하여 비만 연구와 치료에서 소화기 전공 의사의 역할을 재조명해 보고자 한다.

본 론

1. Ghrelin이란?

28개의 아미노산으로 구성된 ghrelin은 식욕 촉진 기능을 가진 1999년에 처음으로 규명된 호르몬이다. 성장호르몬 분 비촉진인자 수용체(growth hormone srecretagogue receptor, GHS-R)에 대한 내인성 배위체(endogenous ligand)를 규명하 기 위한 연구 중에 발견되었고 많은 수의 배위체를 못 찾은 orphan receptor ligand의 분류에서 벗어나게 되었다. 위장에 서 가장 높은 활성도를 보이고 성장과 관련이 있다는 사실 에서 성장(grow)이라는 의미를 지닌 고대 인도․유럽어인

“ghre”로부터 ghrelin으로 명명되었다. 백서 ghrelin 등과는 불과 몇 개의 아미노산의 차이만을 보이고 있다(Fig. 2B).

Ghrelin은 위장에 대량 분포하고 ghrelin을 정맥 투여 시 성 장호르몬 배출이 증가되고 뇌하수체와 시상하부에서 GH

Table 1. Changes of Concentration of Ghrelin and Leptin at Various Conditions

ꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧꠧ

Circulating leptin Central leptin Circulating Body Condition

signal signal ghrelin weight

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ Negative energy balance

Calorie-restricted weight loss ⇓ ⇓ ⇑ ⇓

Central leptin expressing adenovirus ⇓ ⇑ ⇑ ⇓

Peripheral leptin transgenic ⇑ ⇑ ⇑ ⇓

Peripheral leptin infusion ⇑ ⇑ ⇑ ⇓

Positive energy balance

Common obesity ⇑ ⇑ ⇓ ⇑

Congenital leptin deficiency ⇓ ⇓ ⇓ ⇑

Congenital leptin receptor deficiency ⇓ ⇓ ⇓ ⇑

ꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏꠏ

Fig. 2. (A) Structure of human ghrelin. Appetite increasing- peptide ghrelin composed of 28 amino acids has hydrophobic substitute on the third amino acid serine which can be modified by addition of n-octanoid acid. (B) Human ghrelin has two differences of amino acid sequence from rat ghrelin. Normal physiologic concentration of ghrelin in human serum is known to be about 150 fmol/L.

(4)

78 The Korean Journal of Gastroenterology: Vol. 48, No. 2, 2006

(growth hormone), ACTH (adrenocorticotrophic hormone), NPY (neuropeptide Y) 등의 분비에 관여하고 식욕을 촉진시키고 prolactin, cortisol, aldosterone, arginin vasopressin 분비를 활성 화시키고, 식사 개시(meal initiation)에 관여하며 지방조직 증가에 작용하여 비만으로 이르게 한다(Fig. 1).12 흥미로운 사실은 미주신경 절제 후에는 식사에 따른 ghrelin 증가나 성장호르몬의 증가가 없다는 사실과 미주신경에 ghrelin 수 용체가 존재한다는 사실이다. 결론으로, ghrelin은 negative energy balance 상태에서는 증가되나 positive energy balance 에서는 감소되며 BMI와는 역상관관계가 있어 비만 환자에 서는 감소하며 거식증(anorexia nervosa) 환자에서는 ghrelin 이 매우 높게 증가한다.13

또 다른 한 가지 위장관 기능과 연관된 중요한 사실은 ghrelin 구조가 motilin과 유사하여 motilin-related peptide로도 명명된다는 사실인데 실제로 위 배출 촉진 기능이나 위산 분비 촉진에도 관여한다는 것이지만 아직까지 명확하게 규 명되지 않았다.14 이러한 ghrelin의 식욕 촉진 기능과 성장호 르몬 분비 효과로 ghrelin이 비만의 원인일 수 있다는 사실 에 근거하여, 암 환자에서 문제되는 cancer cachexia를 치료 해 줄 수 있는 치료 물질로서 ghrelin이 주목을 끌고 있다.

한 예로 흑색종 세포를 이용한 cancer cachexia mouse model 에서 ghrelin을 6 nmol씩 1일 2회 6일간 복강 내 투여 후 현 저한 cachexia의 호전을 규명함으로써 이러한 가능성에 대 한 근거를 제시한 바 있으며15 이러한 cancer cachexia를 치 료할 수 있는 기전으로서 ghrelin이 cachexia에 깊게 관여하는 IL-Iβ, IL-6, tumor necrosis factor-α와 같은 염증 사이토카인 의 생성을 효율적으로 억제 조절하여서 anorexia- cachectic 증후군은 물론 각종 염증 질환 및 암 환자에게 유익하게 이 용될 수 있음을 발표하여16 ghrelin 연구는 식욕 촉진 기능을 넘어 다양한 인체 질환 특히 위장질환의 중요한 조절 기능 이 있음을 제시하였다.

2. 위장관 호르몬 및 식욕 촉진 기능 이외의 질환 발생 시 ghrelin의 역할

성장호르몬 분비 촉진 인자는 G 단백질 관여 수용체 (GHS-R)를 통하여 성장호르몬 분비를 촉진시키는데 바로 이 배위체가 ghrelin이며 인체 내에 다양하게 분포되어 있지 만 위에서 가장 많은 양이 분비된다. Ghrelin은 투여되면 뇌 하수체 성장호르몬 분비, 식욕 촉진, 신체 성장과 지방 축척 을 유발하는 중요한 anabolic hormone이며 다량으로 위장에 서 분포된다는 사실은 바로 hypothalamic-pituitary-gastrointes- tinal axis에 중요한 기능을 함을 의미한다(Fig. 1). 이러한 기 능 이외에 흥미로운 연구들이 최근 발표되고 있는데 이것은 바로 ghrelin과 염증, 암화(carcinogenesis), H. pylori와의 연관 성에 관한 연구들이다. 비만 환자 수가 증가되고 비만이 여

러 가지 대사증후군과 직접적으로 관련이 있다는 사실은 주 지의 일이지만, 비만이 각종 염증 질환 그리고 더 나아가 암 발생의 중요한 요인으로 인정되고 있다. Das17의 “Is obesity an inflammatory condition?”이라는 연구논문 제목에서 보듯 이 비만이 저등급의 전신 염증 질환이라는 개념으로 접근되 고 있으며 바로 이런 지속적인 염증 질환인 비만이 이미 암 화로의 첫 단계라는 의미이다. 이러한 배경 하에 ghrelin이 췌장암 세포의 증식은 물론 암의 침습성을 유의하게 증가시 킨다는 연구가 발표되었으며18 역으로 이러한 ghrelin은 식 욕을 촉진시키는 효능으로 cancer cachexia의 호전에 도움이 된다.

또 다른 흥미로운 연구로는 배양된 HUVEC (human umbi- lical vein endothelial cell)에 tumor necrosis factor-α를 투여하 면 IL-8과 같은 전염증 사이토카인의 분비가 유의하게 증가 되는데 이때 ghrelin을 투여하면 용량에 비례하여 IL-8의 분 비가 감소하고 이는 nuclear factor-κB의 전사억제를 통하여 작동되었다. 이 결과는 H2O2에 의하여 유도되는 IL-8 분비 에서도 억제효과를 보였다.19 이는 ghrelin은 에너지 과잉상 태인 비만 환자에서 감소되어 있고, ghrelin 감소에 따른 전 염증 사이토카인의 증가에 의한 동맥 경화증의 발병 증가가 ghrelin 투여로 교정될 수 있음을 시사하였다.19 이러한 연구 배경은 위장에서 분비되는 ghrelin과 H. pylori 연관 위 질환 과의 상호 관계에 대한 궁금증으로 이어지게 된다. 즉, H.

pylori 감염에 따른 ghrelin 변화와 이것이 갖는 임상 의의를 규명해 주는 연구가 필요하다. 우선 H. pylori 감염 때 ghrelin 변화에 관한 서로 상반되는 보고가 있어 leptin 연구 와는 다르다. 무증상인 H. pylori 양성인 환자의 경우 ghrelin 은 감소되어 있으나 H. pylori 제균 후에 혈장 ghrelin이 유의 하게 상승하여 식욕 및 체중 증가의 원인으로 작용하고 서 양에서와 같은 H. pylori 감염률이 낮은 나라에서 비만의 원 인이 될 수 있다고 주장한 반면,20 H. pylori 감염이 혈청 ghrelin 수준과는 무관하다는 주장도 있다.21 그런데 H. pylori 감염된 만성 위축성 위염 환자에서 혈청 ghrelin 농도, 위장 ghrelin mRNA와 위벽의 ghrelin 양성 세포수가 현저히 낮으 며 이는 혈청 pepsinogen I 농도 및 I/II ratio와 유의한 상관 관계가 있어 만성 위축성 위염의 병인일 수도 있다는 결과 를 볼 때22 어떤 형태로든 위장 ghrelin은 위장 질환의 병태 생리 특히 H. pylori 연관 위 질환과 관련되어 있음을 알 수 있다.

3. H. pylori 감염에 따른 ghrelin 병태생리의 분자 생 물학적인 규명

그렇다면 H. pylori 감염과 위 점막세포의 ghrelin 수준과 는 어떤 연관관계가 있으며 병태생리에 미치는 분자생물학 적인 기전에 대한 궁금증이 증가된다. 이를 규명하기 위하

(5)

Choi JY, et al. Ghrelin; Influences on Helicobacter pylori-associated Gastric Diseases 79

여 저자 등은 위점막 세포주인 AGS와 SNU601 세포주를 fetal bovine serum (FBS) free media와 10% FBS, 20% FBS 배 양액 등 총 3개로 구분하여 배양하였다. 각 배양액에서 0, 2, 4, 8, 16시간 간격으로 ghrelin과 GHS-R mRNA 및 leptin을 측정하였다. 이 결과 20% FBS 함유 배양액에서 배양(실험 실적으로 조성한 포만감 이상의 과식상태 즉, 에너지 과잉 상태)한 경우 4시간 이후 ghrelin mRNA의 현저한 감소와 4, 8시간에서 GHS-R mRNA의 현저한 증가, leptin mRNA의 지 속적인 증가를 관찰하였고 반대로 FBS free 배양액(실험실 적으로 금식 또는 저체중과 같은 에너지 결핍상태)인 경우 에는 지속적인 ghrelin mRNA의 발현 증가와 leptin mRNA의

Fig. 3. Expression changes of ghrelin and leptin in culture media according to the concentration of fetal bovine serum. (A) The expression patterns of ghrelin, ghrelin receptor, and leptin mRNA in AGS cell line for 16 hours in the culture media containing 0%, 10%, and 20% of fetal bovine serum are observed. The changes of ghrelin mRNA expression are measured by RT-PCR after inoculation of H. pylori (ATCC 43504, CagA+, VacA+) in the same condition. (B) Identical experiments are repeated in SNU601 cell line.

Control (AGS cells)

A

Ghrelin

+ H. pylori

GHS-R1

Leptin

GAPDH

Ghrelin

GAPDH

0 2 4 8 16 0 2 4 8 16 0 2 4444 8 16

0% FBS +10% FBS +20% FBS

(hr)

(hr)

Control (SNU601 cells)

After H. pylori infection (16 h)

Ghrelin

Ghrelin

GAPDH

0 2 4 8 16 0 2 4 8 16 0 2 4444 8 16

0% FBS +10% FBS +20% FBS

B

Fig. 5. The changes of IL-8 and IL-Iβ mRNA after H. pylori infection according to increasing doses of ghrelin.

Ghrelin ( g/mL)µ 0 100 0 1 10 100 1000 8 hr after H. pylori

IL-8

IL-1β GAPDH Fig. 4. The changes of expression pattern of ghrelin in gastric epi- thelial cell line according to the different strains of H. pylori (#1 CagA+, VacA-, #2 CagA-, VacA+, #3 CagA+, VacA+).

+ H. pylori #1 #2 #3 #1#1 #2 #3

SNU601 AGS

Ghrelin

GAPDH

- -

(6)

80 대한소화기학회지: 제48권 제2호, 2006

감소를 관찰하여 ghrelin과 leptin의 위 점막세포에서 발현이 에너지 상태에 따라 조절됨을 관찰하였다. 그런데 이때 H.

pylori (ATCC 43504, CagA+, VacA+)를 16시간 혼합 배양 시 위의 실험 결과와는 유의한 차이를 관찰하였다(Fig. 3). 이러 한 사실은 H. pylori 감염은 에너지 상태에 따른 ghrelin mRNA level 조절을 교란시키며 H. pylori 감염에 의하여 유 도된 ghrelin이 병태생리에 관여할 수 있음을 시사하는 소견 이다. 흥미로운 사실은 FBS 농도 또는 감염된 H. pylori 균 주의 종류에 따라 다르게 작동됨을 실험을 통해 알 수 있었 다(Fig. 4). 이는 감염된 균주의 종류와 감염된 숙주의 유전 차이에 따라 ghrelin 반응도 다를 수 있으며 숙주의 영양상 태에 따라서도 감염 후 서로 다른 임상 차이를 보이는 결과 와도 연관지을 수 있다. 그렇다면, H. pylori 감염 때의 ghre- lin 발현 증가는 어떠한 임상 의의를 가지는가?

이에 대한 증거는 Fig. 5, 6, 7의 연구 결과에서 알 수 있 듯이 ghrelin이 항염증 작용을 작동시킬 수 있다. 이러한 사 실은 ghrelin이 숙주 방어 기전의 하나일 수 있다는 반증을 가능하게 한다. 즉, 충분히 열량이 공급된 건강한 상태에서 는 H. pylori가 ghrelin mRNA의 발현 증가를 유도하여 ghrelin의 항염증 작용 등을 통하여 방어가 가능하지만 금식 이나 나쁜 영양상태 등과 같은 열량 공급이 결핍된 상태에 서는 H. pylori 감염에 따른 ghrelin 발현이 약화되어 충분한 방어 기전이 작동될 수 없다는 사실이다. Ghrelin은 용량에 비례하여 H. pylori 감염에 의한 IL-8 mRNA 및 IL-Iβ mRNA 를 감소시키며 이때 ghrelin 단독으로는 별 영향이 없다는 사실과(Fig. 5), 이러한 변화는 H. pylori 감염과 연관된 ERK (extracellular signal-regulated kinase)와 JNK (c-Jun N-terminal kinase) 등의 MAPK (mitogen-activated protein kinase) 신호전 달을 억제시켜서(Fig. 6), H. pylori 감염과 연관된 redox sensitive transcription factor인 nuclear factor-κB의 DNA binding activity를 ghrelin이 효율적으로 억제시킴으로써 항 염증 작용을 보일 수 있음을 의미한다(Fig. 7). 이러한 실험

결과는 기왕의 연구결과16,19,22,23

를 증명해 주는 또 다른 중요 한 단서이며 이를 임상적인 측면에서 보면, 비록 비만은 각 종 염증 질환과 성인병, 암 질환의 병인이 되지만 반대로 지 나친 칼로리 억제와 식욕억제는 오히려 ghrelin과 같은 우수 한 호르몬의 부족을 유도하여 H. pylori 감염 후 병이 심화 또는 악화될 수 있다는 근거가 될 수 있다.

결 론

이상의 고찰과 같이 ghrelin은 비만과 밀접하게 연관되어 있는 아주 중요한 위장 분비 호르몬이다. Ghrelin이 위장에 많이 분포한다는 사실은 ghrelin의 질병 연관이 아직은 뚜렷 하게 밝혀져 있지 않지만 비만과 함께 각종 위장 질환의 중 요한 병태생리에 직간접적으로 관여하고, 치료를 위한 중요 한 단서를 제공해 줄 수 있음을 의미한다. 향후 더 많은 비 만과 소화기 질환과의 관계 규명과 함께 ghrelin에 대한 연 구가 필요하다.

Fig. 6. The changes of expression of MARK after H. pylori inoculation and administration of ghrelin. (A) H. pylori infection induces the change of p-ERK and p-c-Jun. p-ERK has a maximal expression at 30 minutes after H. pylori infection. (B) The maximal activation of p-ERK at 30 minutes after H. pylori infection is attenuated with ghrelin in a dose dependent manner.

A

p-ERK

p-EIK

p-c-Jun

α-tubulin 0 15 30 60 120 240

Times after H. pylori (min)

- - 0.1 1 10 100

30 min after H. pylori

Ghrelin

H. pylori - + + + + +

( g/mL)µ p-ERK

p-c-Jun

α-tubulin

B

Fig. 7. EMSA for NF-κB-DNA binding. Ghrelin significantly represses NF-κB-DNA binding after H. pylori infection.

Probe only TNF- (1

g/mL) α µ

- 0 0.1 1 10 100 8 hr after H. pylori

Ghrelin ( g/mL)µ

NF- Bκ

Free probe

(7)

최정영 외 1인. Ghrelin; Helicobacter pylori 감염 위 질환에 미치는 영향 81

참고문헌

1. Rosenbaum M, Leibel R, Hirsch J. Obesity. N Engl J Med 1997;337:396-407.

2. Yanovski SZ, Yanovski JA. Obesity. N Engl J Med 2002;346:

591-602.

3. Ahima RS, Flier JS. Adipose tissue as an endocrine organ.

Trends Endocrinol Metab 2000;11:327-332.

4. Zhang Y, Proenca R, Maffei M, Barone M, Leopold L, Fried- man JM. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue. Nature 1994;372:425-432.

5. Halaas JL, Gajiwala KS, Maffei M, et al. Weight-reducing ef- fects of the plasma protein encoded by the obese gene.

Science 1995;269:543-546.

6. Caro JF, Sinha MK, Kolaczynski JW, Zhang PL, Considine RV. Leptin: the tale of an obesity gene. Diabetes 1996;45:

1455-1462.

7. Wu JT, Kral JG. Ghrelin: integrative neuroendocrine peptide in health and disease. Ann Surg 2004;239:464-474.

8. Inui A, Asakawa A, Bowers CY, et al. Ghrelin, appetite, and gastric motility: the emerging role of the stomach as an endocrine organ. FASEB J 2004;18:439-456.

9. Azuma T, Suto H, Ito Y, et al. Gastric leptin and Helico- bacter pylori infection. Gut 2001;49:324-329.

10. Blaser MJ, Atherton JC. Helicobacter pylori persistence: biol- ogy and disease. J Clin Invest 2004;113:321-333.

11. Cummings DE, Foster KE. Ghrelin-leptin tango in body-wei- ght regulation. Gastroenterology 2003;124:1532-1535.

12. Kojima M, Hosoda H, Date Y, Nakazato M, Matsuo H, Kan- gawa K. Ghrelin is growth hormone-releasing acylated pep- tide from stomach. Nature 1999;402:656-660.

13. Gualillo O, Lago F, Gomez-Reino J, Casanueva FF, Dieguez

C. Ghrelin, a widespread hormone: insights into molecular and cellular regulation of its expression and mechanism of action. FEBS Lett 2003;552:105-109.

14. Murray CD, Kamm MA, Bloom SR, Emmanuel AV. Ghrelin for the gastroenterologists: history and potential. Gastroen- terology 2003;125:1492-1502.

15. Hanada T, Toshinai K, Kajimura N, et al. Anti-cachectic ef- fect of ghrelin in nude mice bearing human melanoma cells.

Biochem Biophys Res Commun 2003;301:275-279.

16. Dixit VD, Schaffer EM, Pyle RS, et al. Ghrelin inhibits leptin- and activation-induced proinflammatory cytokine exp- ression by human monocytes and T cells. J Clin Invest 2004;

114:57-66.

17. Das UN. Is obesity an inflammatory condition? Nutrition 2001;

17:953-966.

18. Duxbury MS, Waseem T, Ito H, et al. Ghrelin promotes pan- creatic adenocarcinoma cellular proliferation and invasiveness.

Biochem Biophys Res Commun 2003;309:464-468.

19. Li WG, Gavrila D, Liu X, et al. Ghrelin inhibits proinflam- matory responses and nuclear factor-B activation in human endothelial cells. Circulation 2004;109:2221-2226.

20. Nwokolo CU, Freshwater DA, O'Hare P, Randeva HS. Plas- ma ghrelin following cure of Helicobacter pylori. Gut 2003;

52:637-640.

21. Gokcel A, Gumurdulu Y, Kayaselcuk F, et al. Helicobacter pylori has no effect on plasma ghrelin levels. Eur J Endocr- inol 2003;148:423-426.

22. Osawa H, Nakazato M, Date Y, et al. Impaired production of gastric ghrelin in chronic gastritis associated with Helicobac- ter pylori. J Clin Endocrinol Metab 2005;90:10-16.

23. Wang G, Lee HM, Englander E, Greeley GH Jr. Ghrelin-not just another stomach hormone. Regul Pept 2002;105:75-81.

수치

Fig.  1.  Mechanism  of  satiety  and  suppression  of  appetite. 7   (A)  Neuroendocrinologic  regulation  of  central  feeding  and  growth  hormone  release
Table  1.  Changes  of  Concentration  of  Ghrelin  and  Leptin  at  Various  Conditions
Fig.  3.  Expression  changes  of  ghrelin  and  leptin  in  culture  media  according  to  the  concentration  of  fetal  bovine  serum
Fig.  6.  The  changes  of  expression  of  MARK  after  H.  pylori  inoculation  and  administration  of  ghrelin

참조

관련 문서

Advisor: prof. We will look into a criterion of definition and type of condition the base of a existing theory. Expression called condition is defined

In this way, it is possible to shorten the time of accident restoration and maintenance by minimizing the expression error of the high-strength facial

Results: Strong UNC-50 expression was observed in the differentiating cementoblasts close to PDL fibroblasts in tension side whereas it was barely expression

In the United States, for example, the image that spoke for the New Woman found expression in the Gibson Girl style , in which women sloughed off

We found that FoxO1 is constantly increased in MCF-7/ADR, adriamycin-resistant breast cancer cells, and FoxO1 has a critical role in the MDR1 gene expression (16).. There is

In this study, we found that Pin1 plays a pivotal role in insulin- induced AP-1 activation through its interaction with p70S6K and prolongs activity of

In this context, the present study found that the emphasis of art education was changing from expression-oriented practical classes to systematic

Thus, the tool material was developed to apply welding about high melting materials and optimize friction stir welding condition in the present study.. 3.3