Silybin에 의한 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 활성화

The Wnt/${\beta}$-catenin signaling pathway regulates diverse developmental processes and adult tissue homeostasis. Inappropriate regulation of this pathway has been associated with human diseases, such as cancers, osteoporosis, and Alzheimer's disease. Using a cell-based chemical screening with natural compounds, we discovered silybin, a plant flavonoid isolated from the Silybum marianum, which activated the Wnt/${\beta}$-catenin signaling pathway in a synergy with Wnt3a-conditioned medium (Wnt3a-CM). In the presence of Wnt3a-CM, silybin up-regulated ${\beta}$-catenin response transcription (CRT) in HEK293-FL reporter cells and 3T3-L1 preadipocytes through stabilization of intracellular ${\beta}$-catenin protein. Silybin and Wnt3a-CM synergistically reduced expression of important adipocyte marker genes including peroxisome-proliferator-activated $receptor{\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$) and CAATT enhancer-binding protein ${\alpha}$ (C/$EBP{\alpha}$) in 3T3-L1 preadipocytes, accompanied by the activation of Wnt/${\beta}$-catenin signaling pathway. Taken together, our findings indicate that silybin is a small-molecule synergist of the Wnt/${\beta}$-catenin signaling pathway and can be used as a controllable reagent for investigating biological processes that involve the Wnt/${\beta}$-catenin signaling pathway. Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계는 세포의 분화와 증식, 기관의 발생과 조절을 담당하는 중요한 세포내 신호전달체계이다. 발생과정에서 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 작용이 지방세포로의 분화를 억제하고 조골세포와 신경세포로의 분화는 촉진한다는 많은 연구들이 보고되어 있으며, 현재 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 조절을 통한 여러 질병의 치료와 예방에 대한 관심이 대두되고 있다. 본 연구에서는 세포를 기반으로 한 초고속 저분자 스크리닝 시스템을 이용하여 Wnt의 상승제인 silybin을 발굴하였다. silybin은 Wnt가 존재 않을 경우에는 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준에 영향을 미치지 않지만 Wnt가 존재할 경우, mRNA 발현양의 변화 없이 세포질내의 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킨다. 또한 silybin에 의해 증가된 ${\beta}$-catenin으로 인해 지방세포분화에 중요한 전사인자라고 알려진 PPAR-${\gamma}$와 C/EBP-${\alpha}$의 발현을 억제한다. 따라서 이 연구에서는 silybin이 세포질내 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킴으로써 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계를 활성한다는 사실을 제시하였다.