Allium hookeri Extract Improves Type 2 Diabetes Mellitus in C57BL/KSJ Db/db Obese Mouse via Regulation of Hepatic Lipogenesis and Glucose Metabolism

Diabetes has been one of major health risks in industrialized countries. Allium hookeri is a wild herb distributed in India and Myanmar. The root of the plant has been used as food and medicine in Southeast Asia. We investigated Allium hookeri extract improves type 2 diabetes mellitus in C57BL/KSJ db/db obese mouse. C57BL/KSJ db/db obese mouse arise out of Type 2 diabetes and we treated Allium hookeri methanol extract 400 mg/kg (AH 400), 800 mg/kg (AH 800), positive control group (thiazolidinedine;TZDs) were administered orally for 8weeks. AH treated group normalized lipid enzyme system (triglyceride, total cholesterol, HDL-cholesterol and LDL-cholesterol) and serum glucose, HbA1c and plasma insulin level. AH treated group recovered β-cell damage by hyperglycemia and fatty liver disease. AH treated group significantly up regulated expression of Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR-γ), pyruvate dehydrogenase kinase4 (PDK4), Sterol regulatory element-binding protein 1c (SREBP 1) and fork head box O1 (FOX 01) proteins in C57BL/KSJ db/db obese mouse liver. And we found that AH treated group decreased hepatic malondialdehyde formation in C57BL/KSJ db/db obese mouse liver. These results indicate that Allium hookeri methanol extract might be a potential anti-diabetic agent and could be useful in the treatment of type 2 diabetes mellitus.

삼채 추출물의 인슐린 저항성 개선 효과 및 기전 탐색

본 연구는 우리나라에서 재배한 삼채 추출물의 주요생리활성 물질을 2형 당뇨 쥐에 투여하였을 때 인슐린 저항성 개선효과와 췌장에서 β-cell의 형태 및 간 조직의 2형 당뇨 관련 단백질의 발현을 확인 함으로써 그 메카니즘을 확인코자 하였다. 특히 TZDS당뇨약 계열로 현재 시판중인 actoz와 활성을 비교 함으로써 그 유효성 정도를 살펴보고자 본 실험을 디자인하였다. 먼저 식이섭취량, 물 섭취량의 경우, Control군은 2형 당뇨 특징인 다식, 다뇨, 다갈의 형태로 증가하였으나, 삼채 추출물 투여로 식이 및 물 섭취량이 감소하는 경향을 보였다. 식이 투여 2시간 후 혈당변화와 OGTT 검사결과, 2형 당뇨인 Control군에서 혈당의 농도가 가장 높았으나 삼채 추출물 8주 경구투여로 인해 안정화되는 것을 확인할 수 있었으며, serum의 glucose농도 또한 삼채 추출물 투여로 2형당뇨 control군에 비해 혈당이 감소한 것을 확인할 수 있었다. HbA1c (당화혈색소)는 2형 당뇨군(control)에서 9% 수치 범위로 고혈당 범위였으나, 삼채 추출물 섭취로 인하여 Positive control군(actoz 투여군) 7% 수준으로 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며, insulin농도는 2형 당뇨인 Control군에서 insulin 농도가 1 ng/ml로 가장 낮은 농도였으며, 삼채 추출물 및 SAC 1.5 ng/ml수준으로 insulin수치가 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 혈중 triglyceride, total cholesterol 및 LDL-cholesterol 수치 모두 시료 투여군에서 혈중 지질관련 인자의 농도가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 AH 400군의 경우 triglyceride, total cholesterol 및 LDL-cholesterol 농도가 각각 482.86±13.40 mg/dl, 163.56±13.24 mg/dl, 142.04±3.24 mg/dl로 대조군에 비해 약 50% 감소한 결과를 나타내었다. 간장 조직 중 지질 과산화의 함량의 경우, 2형 당뇨인 Control군에서 467.74±1.12 MDA nmole/g of tissue로 삼채 추출물 투여(AH 400)로 319.61±26.98 MDA nmole/g of tissue 로 Normal군과 비슷한 수준으로 혈중 lipid peroxide의 함량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 간장조직을 H&E염색한 결과, Normal군에 비하여 2형 당뇨인 Control군의 간 조직에서 많은 지방적이 나타나 지방간이 확인되었으나, Positive control 및 삼채 추출물 투여에 의해 지방적의 크기와 수가 많이 줄어드는 결과를 얻어 조직학적 검사상 지방간의 소견이 현저히 호전되었으며, 췌장에서 insulin 면역화학 염색 결과 2형 당뇨로 췌도 세포가 거의 손상된 것과는 대조적으로, 삼채 추출물을 투여한 결과 정상군과 유사한 형태의 췌도 세포가 확인되었으며 췌도 세포의 형태가 다양한 정도의 과 형성을 보이는 것이 확인되었다. 또한 간장 조직의 PPARγ, PDK4, SREBP-1, FOX0 1의 발현을 확인한 결과, 발현이 2형 당뇨인 Control군에서 모두 발현이 증가하였으나, 삼채 추출물 투여로 인해 발현 정도가 낮게 나타나 앞서 확인하였던 glucose 및 HbA1c 및 insulin농도의 결과와 상통함을 확인하였다. 이들의 결과로 미루어 볼 때, 삼채 메탄올 추출물의 8주간 경구 투여로 인하여 2형 당뇨에 관여하는 PPARγ 단백질 및 비만 관련 단백질 인자를 조절하였으며, insulin농도 및 식후 혈당조절에도 도움을 주는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 췌장의 insulin 면역화학염색 결과, 췌도 세포 형태 및 insulin 합성에도 긍정적인 역할을 하는 것으로 미루어 보아 2형 당뇨에 대한 치료효과가 큰 것으로 사료 된다.