Ricinus communis, belongs to the family Euphorbiaceae, has been known as medicinal plants for treatment of inflammation, tumors, antidiabetic, hepatoprotective and laxative. Compared to many pharmacological studies, the effect of R. communis extract on regulating adipogenesis as therapeutic drug for treating obesity has not been reported. R. communis extract (RCE) was investigated to determine its effects on the adipogenesis by monitoring the status of $Wnt/{\beta}-catenin$ signaling and factors involving the differentiation of adipocytes. The differentiation of 3T3-L1 cells monitored by Oil Red O staining was inhibited in concentration dependent manner by RCE. The luciferase activity of HEK 293-TOP cells containing pTOPFlash with Tcf4 response element-luciferase gene was increased approximately 2-folds by the treatment of RCE at concentrations of $100{\mu}g/mL$ compared to the control. Activation of the $Wnt/{\beta}-catenin$ pathway by RCE was further confirmed by immunocytochemical analysis which shows an increment of nuclear localization of ${\beta}-catenin$. In addition, safety of RCE was verified through performing neural stem cell morphology assay. Among the identified flavonoids in RCE, isoquercitrin was the most abundant. Therefore, these results indicate that the adipocyte differentiation was significantly reduced by isoquercitrin in R. communis. In this study, RCE suppresses the adipogenesis of 3T3-L1 cells via the activation of $Wnt/{\beta}-catenin$ signaling.
최근 연구에서 활성 산소 및 비만에 대한 유전자 발현이 비만과 노화를 촉진시키는 원인으로 주목 받고 있으며, 이를 통해 노화와 비만의 억제 체계를 규명하려는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 우리나라 전국 각지의 산야지에 자생하며 농가에서 재배하기도 하는 국화과에 속하는 식물인 참취(Aster scaber Thunb.) 메탄올 추출물의 항산화력과 3T3-L1 전구지방세포의 지방세포형성과정에 미치는 영향을 확인하였다. 참취 메탄올 추출물에 존재하는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 $57.07{\pm}2.17$, $54.62{\pm}2.24{\mu}g/mg$으로 나타났다. 시료의 DPPH, ABTS radical 소거 활성을 측정한 결과 $RC_{50}$값이 각각 $22.24{\pm}0.40$, $53.19{\pm}1.61{\mu}g/mL$로 우수한 항산화 효과를 나타냈다. 참취의 메탄올 추출물이 3T3-L1 전구지방세포에서 분화유도 물질(IBMX, DEXA, Insulin)과 함께 처리했을 때 지방구의 형성을 농도 의존적으로 감소시켰다. 또한 이들은 지방세포의 증식 및 분화되는 과정에서 발현되는 adipogenic transcription factor 및 관련 유전자의 단백질 발현과 mRNA 발현을 유의적으로 감소시키는 것을 확인하였다. 이상의 결과로 참취 메탄올 추출물을 이용하여 항비만에 우수한 효능을 가지는 기능성 식품 소재로서의 개발이 가능할 것으로 생각된다.
The purpose of this study was to evaluate the antioxidant and anti-adipogenic activities of Ligularia stenocephala (L. stenocephala) extract. The contents of the total polyphenol of the extract was 55.950 mg GAE/g residue. Antioxidant activities of L. stenocephala were evaluated by free radical scavenging ability and a reducing power test. 2,2'azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) and ${\alpha}$-${\alpha}$-diphenyl-${\beta}$-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activities of the extract were approximately 90% and 70%, respectively. Reducing power of the extract was 258.833 mg TE/g residue. The anti-adipogenic activity of L. stenocephala extract was examined in 3T3-L1 cells. During adipocyte differentiation, the 3T3-L1 cells were treated both with and without the extract. L. stenocephala extract suppressed the lipid accumulation in a concentration-dependent manner in the 3T3-L1 cells. The L. stenocephala extract inhibited the expression of peroxisome proliferator activated receptor ${\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$) and adipocyte protein 2 (aP2) proteins, compared with control adipocytes. These results indicate that L. stenocephala could be regarded as a potential source natural antioxidant and an anti-obesity agent.
In this study, the effects of a methanol (MeOH) extract of Carduus crispus L. (Asteraceae) on adipogenesis was investigated in 3T3-L1 cells. To differentiate preadipocytes to adipocytes, confluent 3T3-L1 preadipocytes were treated with a hormone mixture, which included isobutylmethylxanthine, dexamethasone, and insulin (MDI). The methanol extract of C. crispus significantly decreased fat accumulation by inhibiting adipogenic signal transcriptional factors in MDI-induced 3T3-L1 cells in a dose-dependent manner. In MTT assays and on PI-staining, methanol extract of C. crispus inhibited the proliferation of 3T3-L1 cells during mitotic clonal expansion (MCE). The anti-adipogenic effect of the Carduus extract seemed to be associated with the upregulation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) and p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathways within the first 2 days after MDI treatment. These results suggest that methanol extract of C. crispus might be beneficial for the treatment of obesity.
상엽은 뽕나무 잎을 건조한 약재로서 항염증, 항당뇨, 미백, 항산화, 항박테리아, 항알러지 및 면역조절 등과 같은 여러 가지 약리작용을 하는 것으로 알려져 있으나 항비만 효능에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 상엽 에탄올 추출물(ethanol extracts of Mori Folium, EEMF)이 유발하는 항비만 효능을 확인하기 위하여 3T3-L1 지방전구세포가 지방세포로 분화되는 과정에서 EEMF가 어떠한 영향을 미치는 지를 조사하였다. 3T3-L1 지방전구세포의 분화유도 시 EEMF를 처리하였을 경우 지방세포의 특징인 지방방울의 수 및 지방함량이 농도의 존적으로 감소하였으며, triglyceride의 생성도 억제되는 것으로 나타났다. 또한 EEMF는 pro-adipogenic transcription factors인 SREBP-1c, $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$ 및 $C/EBP{\beta}$ 의 발현억제와 함께 adipocyte-specific genes인 aP2 및 Leptin의 발현억제도 유발하는 것으로 조사되었다. 특히 EEMF는 AMPK 및 ACC의 인산화를 억제하는 것으로 나타났지만 AMPK 억제제인 compound C를 이용하여 AMPK의 활성을 억제하였을 경우 EEMF에 의하여 유발되는 pro-adipogenic transcription factors 및 adipocyte-specific genes의 억제현상이 회복되었다. 이상의 결과에서 EEMF가 유발하는 adipogenesis의 억제는 AMPK signaling pathway의 활성화를 통하여 유발된다는 것을 알 수 있었으며, 추가적인 연구를 통하여 상엽에 함유되어 있는 유효성분에 대한 분석이 필요할 것으로 생각된다.
후박추출물은 중국 원산인 당후박에서 제조되며, 항산화 및 항염증 효과로 알려져 있다. 후박의 성분으로는 폴레페놀인 honokiol 및 magnolol 등이 알려져 있다. 이 연구에서, 우리는 후박추출물이 triglyceride (TG)의 축척을 감소시킴으로써 지방세포 분화를 억제한다는 표면적인 결과를 얻었다. 또한, 후박 추출물이 hormone sensitive lipase (HSL) 단백질 수준을 증가시키고 adipocyte에 specific한 transcription factors로 peroxisome proliferator activated receptor (PPAR)-${\gamma}$의 단백질과 mRNA 수준을 억제하였다. 결과적으로, 후박추출물이 항비만제로서 adipogenic transcription factor와 그들의 특이적인 유전자의 발현을 억제함으로써 지방세포 분화를 억제한다고 사료된다.
Six-transmembrane epithelial antigen of prostate 4 (Steap4)는 철과 구리를 환원하여 철과 구리의 세포내 유입에 관여하는 금속 환원효소로, 구리 철의 항상성 뿐만 아니라 염증, 포도당 대사, 지질 대사에도 중요한 역할을 한다. 최근에 Steap4가 지방세포의 분화를 촉진한다는 보고가 발표되었으나, 이에 관련된 분자적 기전에 대해서는 알려지지 않았다. 그래서, 본 연구에서는 Steap4에 의한 지방세포분화 촉진에 관련된 기전을 연구하였다. 이를 위해 3T3-L1 백색지방세포, 불멸화된 갈색지방세포(iBA) 및 생쥐의 배아 섬유아 세포인 C3H10T1/3 세포에서 Steap4을 감소시킨 후 지방세포분화 초기단계에 관련된 신호들을 분석하였다. Steap4을 shRNA로 감소시켰을 때 지방세포분화 초기 단계에서 3종류 지방세포의 세포 증식이 억제되었으며, 세포주기 관련 단백질인 cyclin A, cyclin D 그리고 cdk2의 발현은 감소하는 반면 세포주기 저해 단백질인 p21과 p27의 발현은 증가하였다. 또한 세포주기 관련 신호인 p38, ERK 그리고 Akt의 활성화는 억제되었다. 한편 지방세포분화 초기 단계에 관여하는 지방세포분화 전사인자들을 분석하였을 때, Steap4의 감소는 지방세포분화 활성 전사 인자인 C/EBPβ, KLF4의 발현을 저해하는 반면, 지방세포분화 억제 전사 인자인 KLF2, KLF3 그리고 GATA2의 발현은 증가시켰다. 또한 Steap4의 과발현은 C/EBPβ promoter에 존재하는 전사억제 히스톤 표지자인 H3K9me2과 H3K27me3을 감소시켰다. 따라서, 이상의 결과를 종합하면 Steap4는 지방세포분화 초기단계인 mitotic clonal expansion을 촉진하고 지방세포분화 전사인자들의 발현을 조절함으로써, 지방세포분화를 촉진시킴을 알 수 있었다.
창과감초(Glycyrrhiza inflata Batal)는 한약재의 조화를 돕고 해독, 항염증, 항궤양 등의 약리작용으로 한방에서 널리 이용되는 약용식물이다. 본 연구에서는 지방세포와 조골세포에서 감초의 생리활성을 확인하고자 감초에탄올추출물(GBE)을 이용하여 세포분화 촉진여부를 조사하였다. GBE의 세포독성여부를 통해 안전하다고 확인된 $1{\sim}30{\mu}g/mL$의 농도 내에서 실험이 진행되었고 지방세포 분화조건에서 다분화능 세포 C3H10T1/2과 지방전구세포 3T3-L1의 Oil Red O 염색을 통해 GBE의 지방세포분화 촉진효과를 확인할 수 있었다. 또한 지방세포의 핵심전사조절인자인 $PPAR{\gamma}$와 그의 표지유전자 aP2, AdipoQ, $C/EBP{\alpha}$의 발현량 증가를 통해 GBE의 지방세포분화 촉진효과를 재확인하였다. 이와 일관된 결과로서 조골세포 분화조건에서 다분화능 세포 C3H10T1/2과 조골전구세포 MC3T3-E1의 ALP 염색을 통해 GBE의 조골세포분화 촉진효과를 확인하였고 조골세포 표지유전자인 ALP, RUNX2, osterix, collagen의 발현량 증가를 통해 GBE의 조골세포분화 촉진효과를 재확인하였다. 이에 따라 본 연구에서는 GBE의 지방세포와 조골세포 분화효과를 매개하는 감초의 구성성분을 조사하기 위해 GA(glycyrrhizic acid)와 LA(licochalcone A)의 분화촉진 여부를 확인한 결과, GA는 영향을 주지 않으나 LA가 GBE의 세포분화효과를 매개한다고 사료된다. 따라서 본 연구에서는 제2형 당뇨와 그에 수반되는 골질환과 골다공증에 대한 치료 소재로서 GBE와 그의 생리활성을 매개할 수 있는 LA의 가능성을 보았으며 GBE에서 분리되는 다양한 화합물의 동정 및 생리활성 효과, LA와의 상승효과 등의 추후 연구가 기대된다.
The antiobesity effect of the mixture of black garlic and Garsinia cambogia extracts (BGG) was investigated by measuring the Oil red O staining and the expressions of adipogenic genes during preadipocyte differentiation by real-time PCR in the 3T3-L1 adipocytes. BGG reduced contents of Oil red O dye in the 3T3-L1 adipocytes. mRNA expression levels of SREBP1c, C/EBPa, aP2/FABP4, and $PPAR{\gamma}$ which are adipogenic transcription factor, in cells treated with BGG were also significantly down regulated. Also, the phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK) in L6 cells was more increased by BGG. These results indicate that BGG seems to be more attractive compound for application of industry than individual extracts such as black garlic and Garsinia cambogia, considering it has two effects not only inhibit the preadipocyte differentiation but also activate the phosphorylation of AMPK unlike other two compound.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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