• 대한화학회지
• /
• 제63권4호
• /
• pp.253-259
• /
• 2019

5-Aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide (AICAR), a structural analog of adenosine monophosphate (AMP), promotes oxidative remodeling in muscle cells. AICAR activates AMP-dependent protein kinase (AMPK), thus increasing lipid metabolism, respiration, and mitochondrial counts. This process is called oxidative remodeling, which enhances the physical endurance of mice. To test this drug on an invertebrate that is genetically similar to humans, we used the small water crustacean Daphnia magna, which is sensitive to changes in water conditions. We tested the effects of pH on the efficacy of AICAR using two methods. One method measured oxygen consumption of Daphnia in oxygen chambers. The other method determined lipid levels of Daphnia through fluorescent tagging of lipids. The results showed that when exposed to AICAR at pH 6.58, D. magna consumed more oxygen and had lower overall levels of lipids, which is consistent with the expected effects of AICAR, such as increased respiration and lipid metabolism.

• 생명과학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.293-298
• /
• 2015

근위축은 근육 단백질 합성의 저하와 근육 단백질의 분해 증가에 따른 근섬유의 감소에 의한 근육량이 감소되는 현상이다. 오미자(Schisandrae Fructus, fruits of Schisandra chinensis (Turcz.) Baillon)는 오랫동안 전통의학에서 강장제로서 널리 사용되어 왔다. 비록 다양한 질병 연관 오미자의 생리활성 효능이 폭넓게 연구되어져 왔으나 근육 질환 관련 연구는 매우 제한적으로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 오미자 에탄올 추출물(SF)이 AMPK 활성인자 AICAR 처리에 의한 C2C12 근관세포의 근위축 모델계를 이용하여 근위축 억제 효능을 가지는지의 여부와 관련 기전의 해석을 시도하였다. AICAR 처리는 근단백질 분해 연관 ubiquitin ligase muscle RING finger-1 (MuRF-1)의 발현을 전사 수준에서 증가시켰고, MuRF-1 조절 전사인자의 하나인 forkhead box O3a (FoxO3a) 단백질의 인산화를 증가시켰으며, 이러한 변화는 근위축과 연관된 C2C12 근관세포의 형태적 변형과 동반된 현상이었다. 그러나 SF의 전처리에 의하여, AICAR에 의하여 유도된 근위축성 형태변화를 억제하였으며, MuRF-1의 발현과 FoxO3a의 활성화를 억제시켰다. 본 연구의 결과는 SF가 AICAR 처리에 의한 C2C12 근관세포의 근위축을 AMPK 및 FoxO3a 신호전달계 조절을 통하여 억제하였음을 보여주는 것으로 오미자는 근기능 향상을 위한 식의 약 소재로서의 개발 가능성이 매우 높음을 시사하여 준다.

• 생명과학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.435-443
• /
• 2018

AMPK는 세포 내 에너지 균형을 조절하는 조절자 및 에너지 센서이며, 특히 골격근에서는 muscle-specific ubiquitin ligases의 조절을 통한 근육 단백질 분해를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 한편 상엽은 다양한 약리학적 효능을 가지는 전통약재 중 하나이지만 근위축과 관련된 효능에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 C2C12 myotubes에서 AMPK 활성제인 AICAR가 유발하는 근위축 및 관련 유전자의 발현과 함께 상엽 에탄올 추출물(ethanol extracts of Mori Folium, EEMF)이 유발하는 근위축 억제 효능에 대해서 조사하였다. 먼저 C2C12 myoblasts에 AICAR를 처리하였을 경우 AMPK 활성화가 유발되었으며, 하위 단계에 있는 FoxO3a의 발현 증가와 함께 muscle-specific ubiquitin ligases인 MAFbx/atrogin-1 및 MuRF1의 발현 증가와 muscle-specific transcription factors인 MyoD 및 myogenin의 발현 감소가 유발되었다. 또한 분화가 유발된 C2C12 myotubes에 세포독성이 없는 조건의 AICAR를 처리하였을 경우 근위축이 유발되었으며, EEMF는 AMPK 불활성화 및 FoxO3a 발현 억제를 유발함으로서 AICAR 처리에 의한 근위축을 억제하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과에서 AICAR에 의한 AMPK 활성화가 근위축을 유발한다는 것을 알 수 있었으며, EEMF는 AMPK signaling pathway를 통하여 AICAR에 의한 근위축을 억제한다는 것을 알 수 있었다.