본 연구는 밀사에 의한 환경스트레스가 닭의 품종에 따라 스트레스 및 대사 연관 유전자들의 발현에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 실시하였다. 공시계는 한국재래닭과 백색레그혼으로 두 품종 모두 40주령 때 대조구($540cm^2$/수) 및 고밀도구($311cm^2$/수)로 분리하고, 50주령까지 10주간 사육하였다. 사양시험 종료 후, 각 개체의 간으로부터 total RNA를 추출하고, 스트레스, 소포체(ER) 스트레스 및 대사 연관유전자들의 발현을 real-time PCR을 이용하여 분석하였다. 한국재래계는 분석된 모든 스트레스 표지 유전자들의 발현이 밀사구와 대조구 사이에 유의적인 변화를 보이지 않았다. 그러나 백색레그혼의 경우, HSP70과 $HSP90{\alpha}$ 유전자의 발현이 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 분석된 ATF6, GRP78, SREBP2 등의 발현은 품종 간 차이를 볼 수 없었지만, XBP1의 경우 백색레그혼이 한국재래계에 비하여 높은 발현을 보였다(P<0.05). 분석된 유전자들 중 FABP4, FATP1, ACSL1 등의 경우, 한국재래계에 비하여 백색레그혼에서 높은 유전자 발현을 보였다(P<0.05). GLUT의 발현은 품종 간에는 영향을 받지 않지만, 밀사에 의한 영향을 받고 있음을 보여주었다. 고밀도사양 체계는 닭의 품종과 관계없이 스트레스 요인이 될 수 있으며, 닭의 품종이나 개량의 정도에 따라 스트레스 반응에 대한 유전적 차이가 있음을 시사하고, 또한 밀사와 같은 환경적 스트레스는 간의 지방 및 포도당 대사에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.
Objective: Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) has been extensively used in the field of mesenchymal stem cell (MSC) research to elucidate their characteristics and clinical potential by normalization of target genes against reference genes (RGs), which are believed to be stably expressed irrespective of various experimental conditions. However, the expression of RGs is also variable depending on the experimental conditions, which may lead to false or contradictory conclusions upon normalization. Due to the current lack of information for a clear list of stable RGs in bovine MSCs, we conducted this study to identify suitable RGs in bovine MSCs. Methods: The cycle threshold values of ten traditionally used RGs (18S ribosomal RNA [18S], beta-2-microglobulin [B2M], H2A histone family, member Z [H2A], peptidylprolyl isomerase A [PPIA], ribosomal protein 4 [RPL4], succinate dehydrogenase complex, subunit A [SDHA], beta actin [ACTB], glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase [GAPDH], TATA box binding protein [TBP], and hypoxanthine phosphoribosyltrasnfrase1 [HPRT1]) in bovine bone marrow-derived MSCs (bBMMSCs) were validated for their stabilities using three types of RG evaluation algorithms (geNorm, Normfinder, and Bestkeeper). The effect of validated RGs was then verified by normalization of lineage-specific genes (fatty acid binding protein 4 [FABP4] and osteonectin [ON]) expressions during differentiations of bBMMSCs or POU class 5 homeobox 1 (OCT4) expression between bBMMSCs and dermal skins. Results: Based on the results obtained for the three most stable RGs from geNorm (TBP, RPL4, and H2A), Normfinder (TBP, RPL4, and SDHA), and Bestkeeper (TBP, RPL4, and SDHA), it was comprehensively determined that TBP and RPL4 were the most stable RGs in bBMMSCs. However, traditional RGs were suggested to be the least stable (18S) or moderately stable (GAPDH and ACTB) in bBMMSCs. Normalization of FABP4 or ON against TBP, RPL4, and 18S presented significant differences during differentiation of bBMMSCs. However, although significantly low expression of OCT4 was detected in dermal skins compared to that in bBMMSCs when TBP and RPL4 were used in normalization, normalization against 18S exhibited no significance. Conclusion: This study proposes that TBP and RPL4 were suitable as stable RGs for qPCR study in bovine MSCs.
Sungbo Cho;Santi Devi Upadhaya;Woo Jeong Seok;Seyoung Mun;Haeun Lee;Rudolf H. van der Veen;Kyudong Han;In Ho Kim
Journal of Animal Science and Technology
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제65권6호
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pp.1308-1322
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2023
Minerals is required small amounts among various nutrients, but it has a significant impact on sow longevity and reproduction performance. This study was carried out to see the beneficial effects of marine-derived Ca-Mg complex on the reproductive performance of sows during four-parity periods. Seventy-two gilts ([Yorkshire × Landrace] × Duroc), with an average body weight of 181 kg, were randomly allocated to three groups; CON (basal diet), 0.3LC (CON - MgO - 0.3% limestone + 0.4% Ca-Mg complex), and 0.7LC (CON - MgO - 0.7% limestone + 0.4% Ca-Mg complex). During parity 3 and 4, the expression level of SCD gene was lower in the umbilical cord of piglets born to 0.3LC and 0.7LC sows compared with the CON sows. During parity 2, 3 and 4, SLC2A2 and FABP4 gene expressions were higher in the umbilical cord of piglets born to 0.7LC sows and the placenta of sows from 0.3LC groups, respectively. Ca-Mg complex increased (p < 0.05) Ca and Mg concentrations in sows and their piglets' serum as well as in colostrum regardless of parities. The serum vitamin D concentration was higher (p < 0.05) in their first parity, whereas serum prolactin and estrogen concentrations were higher (p < 0.05) during the fourth and third parity, respectively. The growth hormone concentrations were higher (p < 0.05) in the piglets born to sows during the first and second parity. The fat and immunoglobulin A (IgA) concentrations in colostrum were higher (p < 0.05) during the third and fourth parity, respectively. A reduction (p < 0.05) in salivary cortisol, epinephrine, and norepinephrine concentrations was observed in 0.3LC and 0.7LC sow groups compared with CON after farrowing regardless of parity, however before farrowing, a reduction in norepinephrine was observed. Before farrowing, the epinephrine and norepinephrine concentrations were higher (p < 0.05) during the first and second parity. After farrowing, the concentration of these hormones was higher during the second parity. Taken together, sows' parity and dietary Ca-Mg complex supplementation influenced serum metabolites, colostrum nutrients, stress hormones as well as the gene expressions related to lipid and glucose metabolism.
Objective: The objective of this study was to measure the special expression pattern of lipid metabolism genes and investigate the molecular mechanisms underlying intramuscular fat (IMF) deposition in Longissimus dorsi muscle of Laiwu pigs. Methods: Thirty-six pigs (Laiwu n = 18; Duroc×Landrace×Yorkshire n = 18) were used for the measurement of the backfat thickness, marbling score, IMF content, and expression of lipid metabolism genes. Results: Significant correlations were found between IMF content and the mRNA expression of lipid metabolism genes. Of the 14 fat deposition genes measured, fatty acid synthase (FASN) showed the strongest correlation (r = 0.75, p = 0.001) with IMF content, and of the 6 fat removal genes, carnitine palmitoyl transferase 1B (CPT1B) exhibited the greatest negative correlation (r = -0.66, p = 0.003) with IMF content in Laiwu pig. Multiple regression analysis showed that CPT1B, FASN, solute carrier family 27 member 1 (SLC27A1), and fatty acid binding protein 3 (FABP3) contributed 38% of the prediction value for IMF content in Laiwu pigs. Of these four variables, CPT1B had the greatest contribution to IMF content (14%) followed by FASN (11%), SLC27A1 (9%), and FABP3 (4%). Conclusion: Our results indicate that the combined effects of an upregulation in fat deposition genes and downregulation in fat removal genes promotes IMF deposition in Laiwu pigs.
비알코올성 지방간은 인슐린저항성을 근간으로 하는 대사증후군의 원인으로 생각되고 있으며 최근 그 발병율이 증가하고 있다. 본 연구진은 기장 열수추출물을 식이에 첨가하여 고지방식에 의해 인위적으로 지방간을 유도한 마우스에게 섭취시킨 후 혈청 내 생물학적 수치와 간조직 검사를 통하여 비알코올성 지방간 억제 효과를 검토하였다. 그 결과, 식이섭취량은 차이가 없었으나 간조직 무게가 1% 및 2% 기장 열수추출물 첨가식이군에서 유의적으로 감소하였고(p<0.05) 간조직 내 지방 축적이 유의적으로 감소하였음을 확인하였다. 또한 기장 열수추출물 첨가식이군의 경우 고지방식 대조군에 비해 혈청 중성지방 및 총 콜레스테롤이 감소하였고(p<0.05), HDL과 HDL-/총 콜레스테롤의 비율이 유의적으로 증가하여(p<0.05) 혈액의 지질 조성이 개선되었음을 알 수 있었다. HOMA-IR 및 포도당 내성 검사 결과 2% 기장 열수추출물 첨가군의 경우 이들 모두 유의적으로 감소하여 고지방식에 의한 인슐린 저항성 및 당흡수 부전을 기장 열수추출물이 완화시켰다(p<0.05). 한편 간조직에서 지방산 대사와 관련된 인자들의 유전자 발현을 측정한 결과 지방산 합성에 관여하는 L-FABP와 SCD1은 2% 기장 열수추출물 섭취군에서 유의적으로 감소하였고(p<0.05) 지방산 산화와 관련된 $PPAR{\alpha}$는 1% 및 2% 기장 열수추출물 섭취군에서 모두 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 이상의 혈청 및 조직의 생물학적 수치와 간조직 검사 결과를 미루어 볼 때 기장 열수추출물 첨가 식이는 고지방식이에 의해 유도된 마우스의 비알코올성 지방간 치유 혹은 예방에 긍정적으로 기여할 수 있음을 시사해 준다.
Immune stress is the loss of immune homeostasis caused by external forces. The purpose of this experiment was to investigate the effects of immune stress on the growth performance, small intestinal enzymes and peristalsis rate, and mRNA expression of nutrient transporters in broiler chickens. Four hundred and thirty-two 1-d-old broilers (Cobb500) were randomly assigned to four groups for treatment; each group included nine cages with 12 birds per cage. Group 1 = no vaccine (NV); Group 2 = conventional vaccine (CV); group 3 = lipopolysaccharide (LPS)+conventional vaccine (LPS); group 4 = cyclophosphamide (CYP)+conventional vaccine (CYP). The results demonstrated that immune stress by LPS and CYP reduced body weight gain (BWG), feed intake (FI), small intestine peristalsis rate and sIgA content in small intestinal digesta (p<0.05). However, the feed conversion ratio (FCR) remained unchanged during the feeding period. LPS and CYP increased intestinal enzyme activity, relative expression of SGLT-1, CaBP-D28k and L-FABP mRNAs (p<0.05). LPS and CYP injection had a negative effect on the growth performance of healthy broiler chickens. The present study demonstrated that NV and CV could improve growth performance while enzyme activity in small intestine and relative expression of nutrient transporter mRNA of NV and CV were decreased in the conditions of a controlled rational feeding environment. It is generally recommended that broilers only need to be vaccinated for the diseases to which they might be exposed.
Deumaya Shrestha;Eunbin Kim;Krishna K. Shrestha;Sung-Suk Suh;Sung-Hak Kim;Jong Bae Seo
Journal of Animal Science and Technology
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제66권1호
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pp.204-218
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2024
Elsholtzia fruticosa (EF) is present in tropical regions throughout South Asian countries as well as the Himalayas. Although it has been used as a traditional medicine to treat digestive, respiratory, and inflammatory issues, its effect on preadipocyte differentiation is unknown. In this study, we examined the effects of a methanol extract prepared from EF on the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes. Cell differentiation was assessed by microscopic observation and oil-red O staining. The expression of adipogenic and lipogenic genes, including PPARγ and C/EBPα, was measured by western blot analysis and quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR), to provide insight into adipogenesis and lipogenesis mechanisms. The results indicated that EF promotes the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes, with elevated lipid accumulation occurring in a concentration-dependent manner without apparent cytotoxicity. EF enhances the expression of adipogenic and lipogenic genes, including PPARγ, FABP4, adiponectin, and FAS, at the mRNA and protein levels. The effect of EF was more pronounced during the early and middle stages of 3T3-L1 cell differentiation. Treatment with EF decreased C/EBP homologous protein (CHOP) mRNA and protein levels, while increasing C/EBPα and PPARγ expression. Treatment with EF resulted in the upregulation of cyclin E and CDK2 gene expression within 24 h, followed by a decrease at 48 h, demonstrating the early-stage impact of EF. A concomitant increase in cyclin-D1 levels was observed compared with untreated cells, indicating that EF modulates lipogenic and adipogenic genes through intricate mechanisms involving CHOP and cell cycle pathways. In summary, EF induces the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes by increasing the expression of adipogenic and lipogenic genes, possibly through CHOP and cell cycle-dependent mechanisms.
Inductive expression of early growth response 1 (Egr-1) in neurons is associated with many forms of neuronal activity. However, only a few Egr-1 target genes are known in the brain. The results of this study demonstrate that Egr-1 knockout (KO) mice display impaired contextual extinction learning and normal fear acquisition relative to wild-type (WT) control animals. Genome-wide microarray experiments revealed 368 differentially expressed genes in the hippocampus of Egr-1 WT exposed to different phases of a fear conditioning paradigm compared to gene expression profiles in the hippocampus of KO mice. Some of genes, such as serotonin receptor 2C (Htr2c), neuropeptide B (Npb), neuronal PAS domain protein 4 (Npas4), NPY receptor Y1 (Npy1r), fatty acid binding protein 7 (Fabp7), and neuropeptide Y (Npy) are known to regulate processing of fearful memories, and promoter analyses demonstrated that several of these genes contained Egr-1 binding sites. This study provides a useful list of potential Egr-1 target genes which may be regulated during fear memory processing.
Lee, Seoung Rak;Lee, Bum Soo;Yu, Jae Sik;Kang, Heesun;Yoo, Min Jeong;Yi, Sang Ah;Han, Jeung-Whan;Kim, Sil;Kim, Jung Kyu;Kim, Jin-Chul;Kim, Ki Hyun
Journal of Ginseng Research
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제46권3호
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pp.357-366
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2022
Background: Withania somnifera (Solanaceae), generally known as Indian ginseng, is a medicinal plant that is used in Ayurvedic practice for promoting health and longevity. This study aims to identify the bioactive metabolites from Indian ginseng and elucidate their structures. Methods: Withanolides were purified by chromatographic techniques, including HPLC coupled with LC/MS. Chemical structures of isolated withanolides were clarified by analyzing the spectroscopic data from 1D and 2D NMR, and HR-ESIMS experiment. Absolute configurations of the withanolides were established by the application of NMR chemical shifts and ECD calculations. Anti-adipogenic activities of isolates were evaluated using 3T3-L1 preadipocytes with Oil Red O staining and quantitative real-time PCR (qPCR). Results: Phytochemical examination of the roots of Indian ginseng afforded to the isolation of six withanolides (1-6), including three novel withanolides, withasilolides GeI (1-3). All the six compounds inhibited adipogenesis and suppressed the enlargement of lipid droplets, compared to those of the control. Additionally, the mRNA expression levels of Fabp4 and Adipsin, the adipocyte markers decreased noticeably following treatment with 25 µM of 1-6. The active compounds (1-6) also promoted lipid metabolism by upregulating the expression of the lipolytic genes HSL and ATGL and downregulating the expression of the lipogenic gene SREBP1. Conclusion: The results of our experimental studies suggest that the withasilolides identified herein have anti-adipogenic potential and can be considered for the development of therapeutic strategies against adipogenesis in obesity. Our study also provides a mechanistic rationale for using Indian ginseng as a potential therapeutic agent against obesity and related metabolic diseases.
Park, Mi-Young;Jang, Hwan-Hee;Kim, Jung-Bong;Yoon, Hyun-Nye;Lee, Jin-Young;Lee, Young-Min;Kim, Jae-Hyun;Park, Dong-Sik
Nutrition Research and Practice
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제5권6호
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pp.511-519
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2011
Dietary intake of whole grains reduces the incidence of chronic diseases such as obesity, diabetes, cardiovascular disease, and cancer. In an earlier study, we showed that Panicum miliaceum L. extract (PME) exhibited the highest anti-lipogenic activity in 3T3-L1 cells among extracts of nine different cereal grains tested. In this study, we hypothesized that PME in the diet would lead to weight loss and augmentation of hyperlipidemia by regulating fatty acid metabolism. PME was fed to ob/ob mice at 0%, 0.5%, or 1% (w/w) for 4 weeks. After the experimental period, body weight changes, blood serum and lipid profiles, hepatic fatty acid metabolism-related gene expression, and white adipose tissue (WAT) fatty acid composition were determined. We found that the 1% PME diet, but not the 0.5%, effectively decreased body weight, liver weight, and blood triglyceride and total cholesterol levels (P < 0.05) compared to obese ob/ob mice on a normal diet. Hepatic lipogenic-related gene ($PPAR{\alpha}$, L-FABP, FAS, and SCD1) expression decreased, whereas lipolysis-related gene (CPT1) expression increased in animals fed the 1% PME diet (P < 0.05). Long chain fatty acid content and the ratio of C18:1/C18:0 fatty acids decreased significantly in adipose tissue of animals fed the 1% PME diet (P < 0.05). Serum inflammatory mediators also decreased significantly in animals fed the 1% PME diet compared to those of the ob/ob control group (P < 0.05). These results suggest that PME is useful in the chemoprevention or treatment of obesity and obesity-related disorders.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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