The effects of the mulberry and silkworm intake on androgen receptor mRNA and myogenic regulatory factors expression of rats muscle for resistance exercise

오디와 누에 섭취가 rats의 저항성 운동에 따른 androgen receptor mRNA와 myogenic regulatory factors의 발현에 미치는 영향

The purpose of this study is to investigate the effects of supplementation of mulberry powder, mulberry extract and silkworm powder during the 8 weeks of resistance exercise on Androgen receptor(AR) mRNA and Myogenic regulatory factors(MRFs) expression of rats muscle. Fifty males, Sprague-Dawley rat, were randomly divided into 5 groups: CON(control group, n = 10), REG(resistance exercise group, n = 10), MP REG(mulberry powder intake and resistance exercise group, n = 10), ME REG(mulberry extract intake and resistance exercise group, n = 10) and SP REG(silkworm powder intake and resistance exercise group, n = 10). After climbing the ladder without weights during the 1 week of adaptation period, the rats in the resistance exercise group were trained to climb a 0.98-m vertical(80 degree incline) ladder with weights in their tail during 7 weeks(10 times each day, 2 days per week). After exercise, the skeletal muscle was extracted from the flexor hallucis longus. After separating the total ribonucleic acid (RNA) of each group, quantitative polymerase chain reaction was used to analyze RNA quantitatively. AR mRNA and MRFs expression revealed that all of the treated groups had significantly difference. AR mRNA expression increased in ME REG $6.24{\pm}1.85$ and SP REG $9.68{\pm}0.28$ fold compared to CON. Myod mRNA expression increased in MP REG $6.04{\pm}0.47$, ME REG $4.31{\pm}1.58$ and SP REG $8.11{\pm}0.57$ fold compared to CON. And myogenin mRNA expression increased in MP REG $4.11{\pm}0.42$, ME REG $4.12{\pm}0.45$ and SP REG $6.50{\pm}0.61$ fold compared to CON. In conclusion, during the resistance exercise, providing mulberry and silkworm gives positive effect on AR mRNA and MRFs expression increase.

본 연구는 8주간의 사다리를 이용한 점진적 저항성 운동과 더불어 오디분말, 오디추출물, 누에분말의 섭취가 흰쥐의 골격근에서 androgen receptor(AR) mRNA와 myogenic regulatory factors(MRFs)의 발현에 효과가 있는지 확인하고자 하였다. 6주령의 Rat 50두를 분양받아 일주일간 순화기간을 거친 후 군간 체중을 고르게 분리하고 시료 투여 및 저항성 운동 여부에 따라 대조군, 운동군, 오디분말 운동군, 오디추출물 운동군, 누에분말 운동군으로 설정하였다. 시료 투여집단은 고형사료에 각각의 시료가 배합된 사료를 자유롭게 섭취하도록 하였다. 저항성 운동 방법은 1주일간 주당 3일, 1일 5회씩 부하 없이 맨몸 사다리 운동을 거친 후 7주간 주당 2일, 1일 10회씩 점진적인 과부하 하에서 실시하였다. 8주간 저항성 운동이 끝난 후 오른쪽 뒷다리에서 장무지굴근을 적출한 후 RNA 추출 및 cDNA를 합성하여 $-20^{\circ}C$에 보관 후 실험에 사용하였다. AR mRNA와 MRFs를 특이적으로 검출하도록 디자인된 시발체와 탐색자를 구입하여 housekeeping 유전자인 18s rRNA와 함께 Real Time PCR을 이용하여 증폭하였다. 18s rRNA를 이용하여 흰쥐의 장무지굴근에서 AR mRNA와 MRFs를 $2^{-{\Delta}{\Delta}Ct}$법을 통해 상대정량하여 골격근 내 발현 정도를 배수변화로 비교하였다. 실험 결과 사다리 운동과 시료 섭취는 흰쥐 골격근에서 AR mRNA의 발현을 유의하게 증가시키는 것으로 나타났다. 대조군과 비교하여 모든 저항성 운동 집단에서 통계적으로 유의한 차이를 보였으며 운동군에서 $4.04{\pm}1.12$, 오디분말 운동군에서 $5.23{\pm}0.56$, 오디추출물 운동군에서 $6.24{\pm}1.85$, 누에분말 운동군에서 $9.68{\pm}0.82$배를 나타내었다. 운동군과 비교하여 오디추출물 운동군과 누에분말 운동군에서 유의한 차이를 나타냈으며 오디분말 운동군의 경우 운동군과 비교하여 유의한 차이를 나타내지 않았지만 대조군과 비교하여 유의한 차이를 나타내었다. MyoD mRNA의 경우 대조군과 비교하여 운동군에서 $2.19{\pm}0.27$, 오디분말 운동군에서 $6.04{\pm}0.48$, 오디추출물 운동군에서 $4.32{\pm}1.59$, 누에분말 운동군에서 $8.11{\pm}0.57$배를 나타내었다. 운동군과 비교하여 모든 시료 섭취 집단에서 유의한 차이를 나타내었다. Myogenin mRNA의 경우 대조군과 비교하여 운동군에서 $2.70{\pm}0.57$, 오디분말 운동군에서 $4.11{\pm}0.42$, 오디추출물 운동군에서 $4.13{\pm}0.45$, 누에분말 운동군에서 $6.50{\pm}0.61$배를 나타내었다. 대조군과 비교하여 모든 저항성 운동군에서 유의한 차이를 나타냈으며 운동군과 비교하여 모든 시료 섭취 집단에서 유의한 차이를 나타내었다. 본 실험을 통해 오디와 누에의 섭취는 저항성 운동에 따른 수컷 흰쥐의 골격근에서 근육 관련 유전자인 AR mRNA와 MRFs의 발현에 긍정적인 영향을 미치며 추후 근육 증가를 목적으로 한 운동보조제 개발을 위한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.