• 운동영양학회지
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• 제16권2호
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• pp.65-71
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• 2012

Oxygen is the final acceptor of electron transport from fat and carbohydrate oxidation, which is the rate-limiting factor for cellular ATP production. Under altitude hypoxia condition, energy reliance on anaerobic glycolysis increases to compensate for the shortfall caused by reduced fatty acid oxidation [1]. Therefore, training at altitude is expected to strongly influence the human metabolic system, and has the potential to be designed as a non-pharmacological or recreational intervention regimen for correcting diabetes or related metabolic problems. However, most people cannot accommodate high altitude exposure above 4500 M due to acute mountain sickness (AMS) and insulin resistance corresponding to a increased levels of the stress hormones cortisol and catecholamine [2]. Thus, less stringent conditions were evaluated to determine whether glucose tolerance and insulin sensitivity could be improved by moderate altitude exposure (below 4000 M). In 2003, we and another group in Austria reported that short-term moderate altitude exposure plus endurance-related physical activity significantly improves glucose tolerance (not fasting glucose) in humans [3,4], which is associated with the improvement in the whole-body insulin sensitivity [5]. With daily hiking at an altitude of approximately 4000 M, glucose tolerance can still be improved but fasting glucose was slightly elevated. Individuals vary widely in their response to altitude challenge. In particular, the improvement in glucose tolerance and insulin sensitivity by prolonged altitude hiking activity is not apparent in those individuals with low baseline DHEA-S concentration [6]. In addition, hematopoietic adaptation against altitude hypoxia can also be impaired in individuals with low DHEA-S. In short-lived mammals like rodents, the DHEA-S level is barely detectable since their adrenal cortex does not appear to produce this steroid [7]. In this model, exercise training recovery under prolonged hypoxia exposure (14-15% oxygen, 8 h per day for 6 weeks) can still improve insulin sensitivity, secondary to an effective suppression of adiposity [8]. Genetically obese rats exhibit hyperinsulinemia (sign of insulin resistance) with up-regulated baseline levels of AMP-activated protein kinase and AS160 phosphorylation in skeletal muscle compared to lean rats. After prolonged hypoxia training, this abnormality can be reversed concomitant with an approximately 50% increase in GLUT4 protein expression. Additionally, prolonged moderate hypoxia training results in decreased diffusion distance of muscle fiber (reduced cross-sectional area) without affecting muscle weight. In humans, moderate hypoxia increases postprandial blood distribution towards skeletal muscle during a training recovery. This physiological response plays a role in the redistribution of fuel storage among important energy storage sites and may explain its potent effect on changing body composition. Conclusion: Prolonged moderate altitude hypoxia (rangingfrom 1700 to 2400 M), but not acute high attitude hypoxia (above 4000 M), can effectively improve insulin sensitivity and glucose tolerance for humans and antagonizes the obese phenotype in animals with a genetic defect. In humans, the magnitude of the improvementvaries widely and correlates with baseline plasma DHEA-S levels. Compared to training at sea-level, training at altitude effectively decreases fat mass in parallel with increased muscle mass. This change may be associated with increased perfusion of insulin and fuel towards skeletal muscle that favors muscle competing postprandial fuel in circulation against adipose tissues.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.50-50
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• 2023

Prostaglandin E2(PGE2), a major product of cyclooxygenase-2 (COX-2), plays an important role in the carcinogenesis of many solid tumors, including colorectal cancer. Because PGE2 functions by signaling through PGE2 receptors (Eps), which regulate tumor cell growth, invasion, and migration, there has been a growing amount of interest in the therapeutic potential of targeting Eps. In the present study, we investigated the role of EP4 on the effectiveness of cordycepin in inhibititing the migration and invasion of HCT116 human colorectal carcinoma cells. Our data indicate that cordycepin suppressed lipopolysaccharide (LPS)-enhanced cell migration and invasion through the inactivation of matrix metalloproteinases (MMP)-9 as well as the down-regulation of COX-2 expression and PGE2 production. These events were shown to be associated with the inactivation of EP4 and activation of AMP-activated protein kinase (AMPK). Moreover, the AMPK inhibitor, compound C, as well as AMPK knockdown via siRNA, attenuated the cordycepin-induced inhibition of EP4 expression. Cordycepin treatment also reduced the activation of CREB. These findings indicate that cordycepin suppresses the migration and invasion of HCT116 cells. Through modulating EP4 expression and the AMPK-CREB signaling pathway. Therefore, cordycepin has the potential to serve as a potent anti-cancer agent in therapeutic strategies against colorectal cancer metastasis.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.967-977
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• 2023

Rubus crataegifolius (RC)는 장미과에 속하는 전통적인 아시아 약용 식물이다. RC 열매는 항산화 작용을 통해 성인병을 예방하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 RC 열매 추출물(RCex)이 비만과 비알코올성 지방간 질환(NAFLD)에 미치는 영향을 동물 모델을 통해 평가하였다. 28마리의 수컷 C57BL/6J 마우스에 8주간 비만을 유도한 후, 추출물을 8주간 경구 투여하였다. 그룹 1은 일반 대조군으로 표준사료를 섭취하였다. 그룹 2는 HFD 대조군으로, 그룹 3에는 심바스타틴(6.5 mg/kg/일)을, 그룹 4에는 RCex (200 mg/kg)을 투여하였다. RCex투여는 실험 마우스의 체중, 지방 조직, 간 무게를 감소시켰으며, 또한 지질 대사(ALT, AST, TC, TG, LDL, HDL)를 포함한 생화학적 바이오마커를 개선하였다. AMPK의 활성화는 지방생성 유전자(LXR, SREBP-1c, FAS, ACC1)의 발현을 감소시켰으며, RCex에 의한 CPT 활성 증진 효과를 검증하였다. RCex는 또한 에너지 소비 및 신진대사와 관련된 호르몬(adiponectin 및 leptin)의 혈장 수준에도 영향을 미쳤다. 또한, RCex가 HFD로 유도된 비만 mice의 포도당 불내성을 개선했음을 확인 하였다. RCex는 AMPK의 인산화를 통해 지방산 산화 및 지방산 합성을 조절함으로써 항비만 및 항NAFLD 효과를 가짐을 처음으로 입증하였다. 이는 R. crataegifolius가 비만 및 관련 NAFLD 예방에 좋은 보충제가 될 수 있음을 시사한다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제57권2호
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• pp.196-210
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• 2024

본 연구에서는 정향과 마가목 복합물 (SS)의 항비만 효과를 알아보기 위해 실험을 진행하였다. SS 투여는 3T3-L1 세포 내 TG와 TC가 유의적으로 감소하는 효과를 나타냈으며, 지질 합성 관련 유전자와 지방산 산화 관련 유전자 발현을 조절하는 효과를 보여주었다. 비만이 유도된 C57BL/6 mice에서 SS 투여는 혈청 내 leptin 호르몬 수치를 감소시켰으며, AMPK/ACC/SREBP-1 경로를 경유하여 TG 합성을 억제하였다. 또한, 조직병리학적 분석을 통해 지질 축적과 지방세포의 크기가 감소된 것을 확인하였다. 따라서 SS는 비만의 예방과 치료를 위한 잠재력을 갖춘 소재로 사료된다.

• Animal Bioscience
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• 제37권7호
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• pp.1156-1167
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• 2024

Objective: MicroRNAs (miRNAs) are endogenous non-coding RNAs that can play a role in the post-transcriptional regulation of mammalian preadipocyte differentiation. However, the precise functional mechanism of its regulation of fat metabolism is not fully understood. Methods: We identified bta-miR-365-3p, which specifically targets the 3' untranslated region (3'UTR) of the FK506-binding protein 5 (FKBP5), and verified its mechanisms for regulating expression and involvement in adipogenesis. Results: In this study, we found that the overexpression of bta-miR-365-3p significantly decreased the lipid accumulation and triglyceride content in the adipocytes. Compared to inhibiting bta-miR-36 5-3p group, overexpression of bta-miR-365-3p can inhibit the expression of adipocyte differentiation-related genes C/EBPα and PPARγ. The dual-luciferase reporter system further validated the targeting relationship between bta-miR-365-3p and FKBP5. FKBP5 mRNA and protein expression were detected by quantitative real-time polymerase chain reaction and Western blot. Overexpression of bta-miR-365-3p significantly down-regulated FKBP5 expression, while inhibition of bta-miR-365-3p showed the opposite, indicating that bta-miR-365-3p negatively regulates FKBP5. Adenosine 5'-monophosphate (AMP)-activated protein kinase/mammalian target of rapamycin (AMPK/mTOR) signaling pathway is closely related to the regulation of cell growth and is involved in the development of bovine adipocytes. In this study, overexpression of bta-miR-365-3p significantly inhibited mRNA and protein expression of AMPK, mTOR, and SREBP1 genes, while the inhibition of bta-miR-365-3p expression was contrary to these results. Overexpression of FKBP5 significantly upregulated AMPK, mTOR, and SREBP1 gene expression, while inhibition of FKBP5 expression was contrary to the above experimental results. Conclusion: In conclusion, these results indicate that bta-miR-365-3p may be involved in the AMPK/mTOR signaling pathway in regulating Yanbian yellow cattle preadipocytes differentiation by targeting the FKBP5 gene.

• 생명과학회지
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• 제29권4호
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• pp.410-420
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• 2019

한의학에서는 진피(陳皮)라고 칭하는 귤의 껍질(Citrus unshiu peel) 추출물은 항산화, 항염증 및 항균 특성을 포함한 다양한 약리학적 효능을 갖는 것으로 알려져 있다. 최근 그들의 항암 활성에 대한 가능성이 보고되었지만 정확한 기전 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 인간 유방암 MDA-MB-231 세포를 대상으로 진피 에탄올(EECU, ethanol extract of C. unshiu peel) 추출물의 항암 효능을 평가하고 그에 따른 기전 연구를 수행하였다. 본 연구의 결과에 의하면 EECU에 의한 MDA-MB-231 세포의 증식억제는 세포사멸(apoptosis) 유도와 관련이 있었다. EECU에 의한 apoptosis는 caspase-8, -9 및 -3의 활성화와 IAPs 계열의 발현 감소에 따른 PARP의 분해와 Bax : Bcl-2 비율의 증가와 연관이 있었다. 또한 EECU는 Bid의 truncation과 함께 미토콘드리아 막 잠재력의 감소와 세포질로 cytochrome c의 이동을 촉진시켰다. 아울러 EECU는 AMPK 및 ACC의 인산화를 촉진시켰으나, AMPK 효소 활성의 저해제는 EECU에 의한 apoptosis 유도와 생존력 저하를 현저하게 억제하였다. 부가적으로 EECU는 AMPK 활성화의 상류 신호로 작용하는 활성산소종(ROS)의 생성을 촉진시켰으며, 강력한 항산화제인 NAC는 EECU에 의한 AMPK의 활성화와 apoptosis를 역전시켰다. 결론적으로 EECU는 ROS/AMPK 의존적인 내인성 및 외인성 apoptosis 경로를 활성화시킴으로써 MDA-MB-231 세포 증식을 억제하였음을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.435-443
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• 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.

• 생명과학회지
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• 제28권1호
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• pp.26-36
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• 2018

명월초, 여주 및 울금의 물 및 70% 에탄올 추출물에서 항산화 및 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성을 측정하였으며, 돼지감자 농축액에 이들 식물류의 에탄올 추출물을 첨가한 5종의 돼지감자 복합물(JA1~5)에서 항산화 및 항당뇨 활성을 비교하였다. 명월초, 여주 및 울금의 에탄올 추출물은 물 추출물에 비해 총 페놀 및 플라보노이드 함량이 많았다. DPPH, ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP법에 의한 환원력은 총 페놀 및 플라보노이드 함량에 의존적이었으며, 특히 명월초와 울금의 에탄올 추출물은 항산화 활성이 비슷한 수준이었다. ${\alpha}$-Glucosidase 저해활성은 에탄올 추출물의 $2,000{\mu}g/ml$ 농도에서 50% 이상이었다. 5종의 복합물은 돼지감자 농축액에 비해 총 페놀 및 플라보노이드 함량이 많았다. 또한 항산화 활성 및 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성도 복합물에서 모두 증가되었으며, 특히 JA1의 활성이 유의적으로 높았다. 돼지감자 복합물은 인체 정상 간세포주인 Chang세포에 대해 세포독성이 없었으며, Chang세포에서 AMPK 활성화 및 근육세포인 C2C12세포에서 세포 내 당 유입을 유의적으로 증가시켰다. 이로써 명월초, 여주 및 울금의 추출물이 혼합된 돼지감자 복합물은 항산화 및 항당뇨 활성 증대에 효과적인 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제27권2호
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• pp.155-163
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• 2017

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.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.293-298
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• 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.