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논문KCI 등재

12주간의 고지방 식이가 지방내 혈관 함량에 미치는 영향

The effect of 12 weeks high fat diet treatment on adipose tissue blood vessel content

이혁종
한국운동생리학회|2013.05|운동과학 (Exercise Science)|제22권 제2호|pp. 173-181|DOI 10.15857/ksep.2013.22.2.173

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비만ObesityHigh fat diet혈관VE-cadherinEpididymal fat부고환 지방고지방 식이Vasculature content

초록

지방내 혈관을 감소시킨 마우스는 비만 환자의 지방에서 흔히 관찰되는 허혈(ischemia)의 증가, 대식세포의 유입 증가, 지방내 염증성 싸이토카인의 발현 및 인슐린 저항성의 증가를 동반하는 것으로 알려져 있다. 그러나 비만이 지방내 혈관 함량에 직접적인 영향을 미치는지에 대한 연구결과는 보고된 바가 없다. 이에 본 연구는 저지방 또는 고지방 식이를 섭취한 마우스의 지방내 혈관 함량을 비교하고, 지구성 운동이 비만군의 지방내 혈관 함량을 조절하는지에 대한 연구의 타당성 검증을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 지방의 성장이 혈관 형성을 동반하는지 확인하기 위해 생후 1일, 2주일, 3주일 그리고 4주일된 마우스의 지방 전체의 혈관을 염색하여 분석하였다. 12주간의 저지방 식이(통제군) 또는 고지방 식이(비만군)를 섭취한 마우스를 대상으로 지방내 혈관의 함량을 알아보기 위해, 혈관에 특이적으로 부착하는 lectin에 형광물질을 결합시켜 혈관 주입한 후 형광물질의 농도를 분석하였고, 재확인을 위해 혈관에서 특이적으로 발현하는 단백질 중 하나인 VE-cadherin의 발현량을 비교하였다. 지방내 혈관의 신생은 생후 1일부터 활발히 진행되어 생후 4주에는 모든 혈관이 일정한 굵기를 가지고 지방 전체에 분포됨을 확인하였다. 12 주간의 식이 처치 후 통제군과 비만군에서 혈관의 형태적 차이는 발견하지 못했으나, 비만군의 지방내의 주입된 lectin의 농도가 유의하게 감소하였으며(p<.05), VE-cadherin의 발현량 역시 유의하게 감소하였다(p<.01). 비만군의 지방내 혈관 함량감소의 기전을 밝히기 위해 혈관 신생에 관여하는 유전자인 VEGF와 angiopoietin의 mRNA의 발현을 비교한 결과, VEGF의 mRNA 발현량은 약 61 % 감소하였으나(p<.01), angiopoietin의 mRNA 발현량은 약 70 % 증가하였다(p<.001). 이와 같은 결과는 비만이 지방내 혈관의 함량을 감소시킨다는 것을 의미하며, 이는 VEGF의 mRNA 발현량의 감소에 의해 기인한 것으로 사료된다. 이 결과는 향후 지구성 운동과 지방내 혈관의 함량관계를 연구하기 위한 기초자료로서 중요한 의미를 갖는다.

Abstract

Adipose tissue specific ablation of VEGF induces less vasculature in mouse epididymal fat(Epi. fat) and deteriorates inflammation and insulin resistance under high fat diet condition. But it has not been evaluated whether obesity itself directly regulates blood vessel content in adipose tissue yet. The purposes of this study are to identify blood vessel content between lean and obese Epi. fat and to provide a justification for the study about exercise training effect on fat vasculature in the future. For the analysis of vascular pattern in adipose tissue, Epi. fats of 1 day, 2 weeks, 3 weeks and 4 weeks of age were observed under confocal microscope after staining with PECAM-1. With near infrared fluorescence conjugated lectin and VE-cadherin antibody, blood vessel content was evaluated in Epi fat from the mice fed low (control) or high fat (obesity) diet for 12 weeks. Also mRNA expression of VEGF and angiopoietin were analyzed. At the postnatal one day, the filopodia, which indicated angiogenic process, was found in Epi. fat and strong angiogenic process was going on up to 3 weeks of age. Then the vessels had uniformed size and structure at 4 weeks of age. The lectin fluorescence concentration was significantly decreased in obese Epi. fat (p<.05). Also VE-cadherin protein expression was significantly less in obese Epi. fat (p<.01). In parallel with less blood vessel content, VEGF mRNA expression in obese Epi. fat was significantly down-regulated (p<.01), but angiopoietin was up-regulated (p<.001). Correctively, these findings suggest that the obese Epi. fat has less blood vessel content by down regulation of VEGF mRNA. These results will be useful information for interrogating the effect of exercise on obese fat blood vessel content in the future.

참고문헌 (35)

  1. 김종식, "12주간 복합운동이 비만 청소년의 체지방 관련 사이토카인에 미치는 영향", 운동과학, 20(3), pp.329~338 (2011), 한국운동생리학회
  2. 남상남, "규칙적인 달리기 참여자의 심혈관 기능 특징", 운동과학, 19(1), pp.59~66 (2010), 한국운동생리학회
  3. 이신호, "복합운동에 의한 체중감량 정도의 차이와 심폐체력 및 혈관신생인자 간의 연관성", 운동과학, 21(1), pp.79~88 (2012), 한국운동생리학회
  4. 윤은선, "운동 프로그램이 비만 청소년의 경동맥 내중막두께와 상완동맥 혈관내피세포 의존성 혈관이완능에 미치는 영향", 운동과학, 19(2), pp.165~174 (2010), 한국운동생리학회
  5. 정수진, "레크리에이셔널 댄스 운동이 노인여성의 심혈관계 위험인자 및 혈관 구조와 기능에 미치는 영향", 운동과학, 20(1), pp.35~46 (2011), 한국운동생리학회
  6. Annex, B. H., "Induction and maintenance of increased VEGF protein by chronic motor nerve stimulation in skeletal muscle", Am. J. Physiol, 274, pp.H860~H867 (1998)
  7. Arany, Z., "HIF-independent regulation of VEGF and angiogenesis by the transcriptional coactivator PGC-1alpha", Nature, 451, pp.1008~1012 (2008)
  8. Baar, K., "Adaptations of skeletal muscle to exercise：rapid increase in the transcriptional coactivator PGC-1", FASEB. J., 16, pp.1879~1886 (2002)
  9. Bradford, M. M., "A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding", Analytic Biochemistry, 7(72), pp.248~254 (1976)
  10. Bruun, J. M., "Diet and exercise reduce low-grade inflammation and macrophage infiltration in adipose tissue but not in skeletal muscle in severely obese subjects", Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab, 290(5), pp.E961~E967 (2006)
  11. Czarkowska-Paczek, B., "The serum levels of growth factors：PDGF, TGF-beta and VEGF are increased after strenuous physical exercise", J. Physiol. Pharmacol, 57(2), pp.189~197 (2006)
  12. Dandona, P., "Inflammation：the link between insulin resistance, obesity and diabetes", Trends in Immunology, 25, pp.4~7 (2004)
  13. Elias, I., "Adipose tissue overexpression of vascular endothelial growth factor protects against diet-induced obesity and insulin resistance", Diabetes, 61, pp.1801~1813 (2012)
  14. Ferri, C., "Early upregulation of endothelial adhesion molecules in obese hypertensive men", Hypertension, 34, pp.568~573 (1999)
  15. Gavin, T. P., "Angiogenic growth factor response to acute systemic exercise in human skeletal muscle", J. Appl. Physiol, 96, pp.19~24 (2003)
  16. Hosogai, N., "Adipose tissue hypoxia in obesity and its impact on adipocytokine dysregulation", Diabetes, 56(4), pp.901~911 (2007)
  17. Hudlicka, O., "Angiogenesis in skeletal and cardiac muscle", Physiol. Rev, 72, pp.369~417 (1992)
  18. Inai, T., "Inhibition of vascular endothelial growth factor (VEGF) signaling in cancer causes loss of endothelial fenestrations, regression of tumor vessels, and appearance of basement membrane ghosts", Am. J.Pathol, 165(1), pp.35~52 (2004)
  19. Lee, H. J., "Shear stress activates Tie2 receptor tyrosine kinase in human endothelial cells", Biochem. Biophys. Res. Commun, 304(2), pp.399~404 (2003)
  20. Moro, C., "Training enhances ANP lipid-mobilizing action in adipose tissue of overweight men", Med. Sci. Sports Exerc, 37(7), pp.1126~1132 (2005)
  21. Nambu, H., "Angiopoietin 1 inhibits ocular neovascularization and breakdown of the blood-retinal barrier", Gene Ther, 11, pp.865~873 (2004)
  22. Ouchi, N., "Adipokines in inflammation and metabolic disease", Nat. Rev. Immunol, 11(2), pp.85~97 (2011)
  23. Saaristo, A., "Mechanisms of angiogenesis and their use in the inhibition of tumor growth and metastasis", Oncogene, 19, pp.6122~6129 (2000)
  24. Stallknecht, B., "Effect of training on insulin sensitivity of glucose uptake and lipolysis in human adipose tissue", Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab, 279(2), pp.E376~E385 (2000)
  25. Summers, L. K., "Subcutaneous abdominal adipose tissue blood flow：variation within and between subjects and relationship to obesity", Clin. Sci (Lond), 91(6), pp.679~683 (1996)
  26. Sung, H. K, "Adipose vascular endothelial growth factor regulates metabolic homeostasis through angiogenesis", Cell Metab, 17, pp.61~72 (2013)
  27. Sutherland, L. N., "Time course of high-fat diet-induced reductions in adipose tissue mitochondrial proteins：potential mechanisms and the relationship to glucose intolerance", Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab, 295(5), pp.E1076~E1083 (2008)
  28. Thurston, G., "Angiopoietin-1 protects the adult vasculature against plasma leakage", Nat. Med, 6, pp.460~463 (2000)
  29. Thurston, G., "Leakage-resistant blood vessels in mice transgenically overexpressing angiopoietin-1", Science, 286, pp.2511~2514 (1999)
  30. Vieira, V. J., "Effects of exercise and low-fat diet on adipose tissue inflammation and metabolic complications in obese mice", Am. J. Physiol.Endocrinol. Metab, 296(5), pp.E1164~E1171 (2009)
  31. Wang, B., "Dysregulation of the expression and secretion of inflammation-related adipokines by hypoxia in human adipocytes", Pflugers Arch, 455(3), pp.479~492 (2007)
  32. White, F. C., "Exercise training in swine promotes growth of arteriolar bed and capillary angiogenesis in heart", J. Appl. Physiol, 85, pp.1160~1168 (1998)
  33. Wisse, B. E., "The inflammatory syndrome：the role of adipose tissue cytokines in metabolic disorders linked to obesity", J. Am. Soc. Nephrol, 15, pp.2792~2800 (2004)
  34. Zhang, P., "Early exercise improves cerebral blood flow through increased angiogenesis in experimental stroke rat model", J. Neuroeng. Rehabil, 10(1), pp.43~ (2013)
  35. Zhang, Z. G., "Angiopoietin-1 reduces cerebral blood vessel leakage and ischemic lesion volume after focal cerebral embolic ischemia in mice", Neuroscience, 113, pp.683~687 (2002)

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