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생리, 약학적 관점에서 fibroblast growth factor 21 (FGF21)의 대사 효과 고찰
송박용(Parkyong Song) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.7
간, 췌장 및 지방 조직에서 많은 수준으로 합성되는 섬유 아세포 성장 인자 21(FGF21)은 FGF19과 FGF23와 함께 FGF 패밀리의 비정형 구성원에 속해 있다. FGF21은 발현 조직에 따라 endo/paracrine특징을 보여주며, 포도당 대사 및 에너지 항상성을 포함하는 많은 종류의 대사 경로를 조절하고 있다. 생리학적 조건 하에서 많은 종류의 스트레스가 조직 별 FGF21의 합성을 유도한다고 알려져 있고, 이렇게 증가한 FGF21은 위와 같은 스트레스에 적응하거나 방어하기 위한 세포 내 기전을 활성화 시키게 된다. 이 과정에서 peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) 및 peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARα)가 지방 및 간 조직에서 FGF21의 발현을 조절하는 대표적인 전사 조절자로 알려져 있다. 지난 10년간의 연구를 통해 약리학적FGF21 투여는 체중을 감소시키고 비만 마우스 및 2 형 당뇨병 환자에서 인슐린 감수성 및 지단백질 프로파일을 개선시키는 것으로 보고되었고, 이를 바탕으로 FGF21은 제 2 형 당뇨병, 비만 및 비 알콜 성 지방간 질환(NAFLD)의 치료제로서 큰 주목을 받아 왔다. 그러나 조직 별 상이한 FGF21 발현의 역설적 조건 및 생리 약학적 기능의 차이로 인해 FGF21의 이해는 여전히 부족한 수준에 있다. 따라서 본 총설을 통해 FGF21의 조직 특정 기능 및 해당 동작 메커니즘을 포함한 이전 연구들에서 발생하였던 흥미로운 문제를 논의하고, FGF21 아날로그를 이용한 임상 시험의 현 상황을 요약하고자 한다. Fibroblast growth factor 21 (FGF21) is an atypical member of the FGF protein family which is highly synthesized in the liver, pancreas, and adipose tissue. Depending on the expression tissue, FGF21 uses endo- or paracrine features to regulate several metabolic pathways including glucose metabolism and energy homeostasis. Different physiologically stressful conditions such as starvation, a ketogenic diet, extreme cold, and mitochondrial dysfunction are known to induce FGF21 synthesis in various tissues to exert either adaptive or defensive mechanisms. More specifically, peroxisome proliferator-activated receptor gamma and peroxisome proliferator-activated receptor alpha control FGF21 expression in adipose tissue and liver, respectively. In addition, the pharmacologic administration of FGF21 has been reported to decrease the body weight and improve the insulin sensitivity and lipoprotein profiles of obese mice and type 2 diabetes patients meaning that FGF21 has attracted huge interest as a therapeutic agent for type 2 diabetes, obesity, and non-alcoholic fatty liver disease. However, understanding FGF21 remains complicated due to the paradoxical condition of its tissue-dependent expression. For example, nutrient deprivation largely increases hepatic FGF21 levels whereas adipose tissue-derived FGF21 is increased under feeding condition. This review discusses the issues of interest that have arisen from existing publications, including the tissue-specific function of FGF21 and its action mechanism. We also summarize the current stage of a clinical trial using several FGF21 analogs.
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