Adipose tissue plays a key role in the regulation of homeostasis via dissipation and accumulation of energy and it is associated with a metabolic disorder. Brown fats specialize in energy consumption by activating heat production. Surprisingly white fats also have the function of thermogenic activation. It is called “browning’, which has the same function of thermogenesis as brown fat. Based on this, GATA3 was discovered by screening for browning regulatory factors. We investigated that GATA3 can enhance the thermogenesis by regulating the expression of thermogenic genes such as UCP-1. Overexpression of GATA3 increases the expression of UCP-1 and other thermogenic genes with norepinephrine. The ablation of GATA3 retracts the expression of UCP-1 and thermogenic genes. Of note, the luciferase activity in UCP-1 promoter is dose-dependently increased by GATA3. We confirmed that GATA3 interacts with the coactivator PGC-1$\alpha$ to increase the expression of UCP-1. The interaction of GATA3 and PGC-1$\alpha$ is essential for increasing the expression of UCP-1. Finally, we confirmed the GATA3 has the function of enhanced energy expenditure by increasing thermogenic genes in-vivo. Thus, GATA3 could be used as a valuable target for regulating thermogenic capacity and consequently to overcome obesity.
지방 조직은 에너지의 소비와 축적을 통한 항상성 조절에 중요한 역할을 하며 대사 질환과도 큰 관련성이 있다. 지방 세포는 크게 두가지로 나뉘며, 갈색 지방 세포는 에너지 소비를 활성화 하는 기능을 가진다. 다른 지방 세포인 백색 지방 세포는 주로 에너지 저장의 가능을 가지고 있지만, 백색 지방 세포 역시 열 발생 기능을 가질 수 있다. 이를 “갈색지방화” 라고 부르며 이는 특정 자극에서 유도되어 갈색 지방 세포와 동일한 열 발생 기능을 가진다. 최근 갈색지방화 조절 인자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 연구된 조절 인자는 많지 않다. 이를 토대로 갈색 지방화 조절 인자를 스크리닝 하여 GATA3를 발굴하였고, 본 연구에서는 GATA3가 열 발생 유전자의 발현을 조절하여 열 생성을 향상 시킬 수 있음을 규명했다. 특히, GATA3의 과 발현은 UCP-1 및 다른 열 발생 유전자의 발현을 증가 시킴을 확인했다. 또한, GATA3의 발현 억제는 UCP-1 및 열 발생 유전자의 발현을 감소 시킴을 확인했다. 결과적으로, GATA3가 UCP-1의 프로모터 부위에 결합해 프로모터의 활성을 증가 시키는 것을 확인 했다. 이 과정에서 GATA3는 coactivator PGC-1$\alpha$와 상호 작용하여 UCP-1의 발현을 증가시키는 것을 확인했다. 마지막으로, GATA3가 동물 모델에서 또한 열 발생 유전자를 증가시킴으로써 에너지 소비를 향상시키는 기능을 가지고 있음을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서는 GATA3 와 PGC-1$\alpha$의 상호 작용이 UCP-1의 발현을 증가 시키는데 필수적임을 확인하였다. 따라서, GATA3는 열 발생을 조절할 수 있고 나아가 비만을 극복하기 위한 표적으로 적용될 수 있음을 규명하였다.
