• 생명과학회지
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• 제30권10호
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• pp.835-843
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• 2020

비만은 이제 선진국 뿐만 아니라 개발도상국에서도 가장 문제가 되는 대사성 질환이다. 최근 치료보다는 예방에 중점을 두는 예방의학 시대가 도래함에 따라, 인슐린 저항성 비만과 당뇨병 등의 대사 증후군을 예방하기 위한 천연물들이 큰 관심을 받고 있다. 특히, 베타글루칸은 면역계와 혈중 콜레스테롤 조절에 이로운 효과가 있는 것으로 알려져 있지만 비만에 미치는 영향에 대해서는 완전히 밝혀지지 않았다. 이에 본 연구에서는 β-1,3/1,6-glucan의 함량이 전체 글루칸 함량의 90% 이상 되는 자체 개발 흑효모 균주 SM-2001 추출물(폴리칸)이 3T3-L1 지방전구세포의 지방세포 분화에 미치는 영향을 조사하였다. 폴리칸은 지방전구세포에서 지방축적과 GPDH 효소 활성을 억제하는 것으로 나타났다. 이는 폴리칸이 세포 내에서 지방의 축적을 조절하는 전사인자인 PPARγ와 C/EBPα의 하향조절과 세포 내 에너지 센서 역할을 하는 AMPK 효소의 인산화를 유도함으로써 항비만 효과를 발현하는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 폴리칸의 항비만 효과를 확인하였으며, 향후 비만과 대사성 질환을 예방할 수 있는 식의약 소재로써 그 활용가치를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제49권6호
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• pp.420-428
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• 2016

본 연구에서는 Sprague-Dawley 종 흰 쥐 수컷을 정상 대조군 (C), 알코올 군 (E), 알코올 + 100 mg/kgBW 곤드레 에탄올 추출물군 (E+LCS), 알코올 + 500 mg/kgBW 곤드레 에탄올 추출물군 (E+HCS)으로 나누어 Lieber-DeCarli control diet 혹은 Lieber-DeCarli ethanol diet를 8주간 공급하였으며, 이때 곤드레 에탄올 추출물은 액상 사료에 직접 섞어 공급하였다. 알코올과 곤드레 에탄올 추출물의 식이 공급 종료 후 간 조직의 지방구 축적 정도를 살펴본 결과, E+LCS군과 E+HSC군은 E군에 비해 지방간 발생이 유의적으로 억제되었으며, 정상 대조군인 C군과 유의적인 차이가 없었다. 이와 비슷하게, 곤드레 에탄올 추출물의 공급은 알코올에 의해 증가된 간 조직과 혈청의 중성지방 농도를 유의적으로 낮추었으며, 혈청 AST와 혈청 ALT 활성도 정상 대조군 수준으로 회복시키는 것으로 나타났다. 한편, 곤드레 에탄올 추출물의 공급은 p-AMPK과 p-ACC 단백질 수준을 농도 의존적으로 증가시켰으며, 두 단백질 모두 E군에 비해 E+HSC군에서 유의적으로 높게 나타났다. 또한 FAS mRNA와 SCD1 mRNA 수준은 E군에 비해 E+HSC군에서 유의적으로 낮게 나타났다. 곤드레 에탄올 추출물은 간 조직에서 알코올 공급에 의해 증가된 $NF{\kappa}B$의 활성을 유의적으로 낮추었으며, $NF{\kappa}B$의 표적 단백질인 $TNF{\alpha}$ 단백질 수준을 농도의존적으로 낮추었다. 본 연구 결과를 통해 곤드레는 알코올에 의한 지방간 발생 및 관련된 간 손상을 유의적으로 억제할 수 있음을 확인하였으며 이 과정에서 AMPK 활성 증가와 $NF{\kappa}B$ 활성 억제가 관여함을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권10호
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• pp.1144-1151
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• 2019

비알코올성 지방간은 만성 간 질환으로 비만, 고혈압, 비만, 이상지질혈증과 같은 다양한 대사증후군과 연관되어 있다. 꾸지뽕은 한국을 포함한 동아시아 국가에서 다양한 질병에 사용되는 약용작물로 본 연구에서는 유리지방산에 의해 지방축적이 유도된 세포 내에서 꾸지뽕 열매 추출물의 비알코올성 지방간 개선 효과와 기전을 규명하였다. 꾸지뽕 열매 추출물은 지방 축적 및 중성지방, 콜레스테롤 생성 및 HMG 환원효소의 활성을 억제하였다. 또한 지방생성과 관련된 유전자인 SREBP-1, FAS, SCD-1, SREBP-2의 발현을 억제 하였으며 AMPK의 활성화를 억제하였다. 본 연구결과를 통해서 꾸지뽕 열매 추출물이 유리지방산에 의해 유도된 지방 축적을 억제하고 AMPK/SREBP 신호전달 경로를 조절하여 억제 활성을 나타냄을 밝히며, 비알코올성 지방간의 예방 및 개선을 위한 천연물 소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-8
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• 2024

Brain-type natriuretic peptide (BNP)은 뇌나트륨이뇨펩티드로, 좌심실의 심근세포에서 분비되는 호르몬으로, 심장과 신장에 작용하여 혈관 확장과 나트륨 이뇨 작용 등을 하는 것으로 알려져 있으나, 최근에는 다양한 조직에서 대사 작용을 조절하는 것으로 보고된다. 본 연구에서는 간 조직에서 BNP의 영향을 알기 위해 BNP가 고지방식이에 의해 유도되는 인슐린 저항성을 개선하는지를 조사하였다. BNP을 주입한 쥐와 control로서 saline을 주입한 쥐들 간에는 몸무게, 체지방양(fat mass), 제지방량(lean body mass)의 변화는 없었다. 고인슐린혈증 정상혈당 글루코스 클램프(Hyperinsulinemic Euglycemic Glucose Clam) 동안, BNP를 주입한 고지방 식이 쥐들은 saline을 주입한 고지방식이 쥐에 비해 혈당(blood glucose)은 감소하였으며, 포도당 주입 속도(glucose infusion rate)는 증가하였다. 또한 BNP은 포도당 신생 및 중성지방 합성 관련 유전자들의 발현을 감소시켜, 간에서 포도당 생성과 중성지방의 양을 감소시켰다. BNP는 saline을 주입한 쥐에 비해 간 조직에서 Akt와 AMP-activated protein kinase (AMPK)의 인산화를 증가시켰는데, 이는 BNP을 처리한 AML12 간세포에서도 BNP는Akt와 AMPK 인산화를 증가시켰다. 이상의 결과는 BNP가 간에서 인슐린 저항성을 개선하여 포도당 생성과 중성 지방 생성을 억제함을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권5호
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• pp.552-561
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• 2017

본 연구에서는 가시오갈피 물 추출물(ASW)를 이용하여 아직 시도된 바가 없는 HepG2 세포 내 포도당 유입과정 및 glucokinase(GK) 활성을 통한 포도당 이용대사 실험을 수행하였다. 포도당의 세포 내 유입은 GLUT2의 transcription factor들 중 하나인 $HNF-1{\alpha}$의 활성화로 GLUT2의 유전자 발현이 증가하여 이루어지는 것을 확인하였다. GK 활성 측정 결과 ASW가 GK를 활성화하여 포도당의 인산화에 영향을 주는 것을 확인하였고 AMP-activated protein kinase의 인산화 증가로 glycolysis에 관여하는 효소인 GK의 단백질 발현은 증가하고, gluconeogenesis에 관여하는 phosphoenolpyruvate carboxykinase의 단백질 발현은 감소하는 것을 확인하였다. 그리고 인산화된 포도당이 glycogen으로 전환 저장되는 메커니즘을 pPI3k-pAkt-pGSK-$3{\beta}$의 단계별 단백질 발현을 확인함으로써 검증하였으며, glycogen 함량 측정을 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 ASW가 다양한 메커니즘에 작용하여 당뇨의 예방 및 개선에 활용할 수 있는 잠재적 소재임을 확인하였고, 이는 ASW가 천연 기능성 소재로서의 개발가치가 높음을 시사한다.

• 한방비만학회지
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• 제22권2호
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• pp.102-114
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• 2022

Objectives: We investigated the effects of Allii Fistulosi Bulbus (AFB) on high fat diet (HFD)-induced obesity in mice and the regulation of energy metabolism in muscle tissues of mice. Methods: The C57BL/6 mice (6 weeks, male) were fed a HFD for 8 weeks and then administrated with AFB extract at 500 mg/kg (p.o.) once daily for 4 weeks. The body weight (BW), muscle weight, calorie intake, fasting blood glucose (FBG) and serum glucose, insulin, and low-density lipoprotein-cholesterol (LDL-C) levels were measured in mice. It was also observed the histological changes of pancreas, liver, and fat tissues with hematoxylin and eosin staining. It was investigated the phosphorylation of insulin receptor substrate 1 (IRS-1), Ser/Thr kinase (AKT), and adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK), and the expression of phosphoinositide 3-kinase, glucose transporter type 4 (GLUT4), and sirtuin1 (Sirt1) in gastrocnemius tissues by western blot, respectively. Results: The increases of BWs, calorie intakes and FBG levels in obesity mice were decreased significantly by the administration of AFB extract. The AFB extract administration was reduced significantly serum levels of glucose, insulin, and LDL-C in obesity mice. The AFB extract inhibited lipid accumulation in liver tissues, hyperplasia of pancreatic islets, and enlargement of fat tissues in obesity mice. The phosphorylation of IRS-1 and AKT was increased significantly in muscle tissues and AMPK phosphorylation and the GLUT4 and Sirt1 expression were decreased significantly in muscle tissues after the AFB administration. Conclusions: Our study indicates that AFB extract improves symptoms of obesity through regulation of energy regulating proteins in muscle tissues.

• 생명과학회지
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• 제19권5호
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• pp.644-651
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• 2009

The objective of this study was to identify EXE (1 hr a day at 21 m/min for 5 day/wk, at 0 % grade for 6 wk) on myocardium glucose metabolic phenotypic proteins (AMPK-PGC-1${\alpha}$-GLUT-4) and HSP-60 protein expression after ischemia/reperfusion injury (IRI) in STZ-induced rats. EXE was performed using STZ-induced diabetic rats on a rodent treadmill (28 m/min, 1 hr/day, 5 day/wk for 6 wk). The results of this study suggest that i) serum insulin level was not changed among groups (p>l0.05). ii) the LVDP level increased significantly in the STZ-EXE-IRI group compared to the STZ-IRI group at 60 min (p<0.01), 70 min (p<0.05) and 80 min (p<0.05) after reperfusion, respectively, and iii) AMPK phosphorylation (p<0.01), PGC-1${\alpha}$ protein (p<0.001), GLUT-4 protein (p<0.001) and HSP-60 protein expressions (p<0.05) increased significantly in the STZ-EXE-IRI group compared to the STZ-IRI group. In conclusion, the findings of the present study reveal that EXE may provide therapeutic value to insulin dependent diabetic patients with peripheral insulin resistance and myocardium injury by improving glucose metabolic proteins (AMPK-PGC-1${\alpha}$-GLUT-4) and heat shock protein-60 (HSP-60), along with increasing LVDP levels and decreasing glucose levels. Therefore, EXE protects the STZ-induced diabetic myocardium injury against ischemia/ reperfusion injury.

• Molecules and Cells
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• 제38권2호
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• pp.138-144
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• 2015

Raloxifene is a selective estrogen receptor modulator (SERM) that binds to the estrogen receptor (ER), and exhibits potent anti-tumor and autophagy-inducing effects in breast cancer cells. However, the mechanism of raloxifene-induced cell death and autophagy is not well-established. So, we analyzed mechanism underlying death and autophagy induced by raloxifene in MCF-7 breast cancer cells. Treatment with raloxifene significantly induced death in MCF-7 cells. Raloxifene accumulated GFP-LC3 puncta and increased the level of autophagic marker proteins, such as LC3-II, BECN1, and ATG12-ATG5 conjugates, indicating activated autophagy. Raloxifene also increased autophagic flux indicators, the cleavage of GFP from GFP-LC3 and only red fluorescence-positive puncta in mRFP-GFP-LC3-expressing cells. An autophagy inhibitor, 3-methyladenine (3-MA), suppressed the level of LC3-II and blocked the formation of GFP-LC3 puncta. Moreover, siRNA targeting BECN1 markedly reversed cell death and the level of LC3-II increased by raloxifene. Besides, raloxifene-induced cell death was not related to cleavage of caspases-7, -9, and PARP. These results indicate that raloxifene activates autophagy-dependent cell death but not apoptosis. Interestingly, raloxifene decreased the level of intracellular adenosine triphosphate (ATP) and activated the AMPK/ULK1 pathway. However it was not suppressed the AKT/mTOR pathway. Addition of ATP decreased the phosphorylation of AMPK as well as the accumulation of LC3-II, finally attenuating raloxifene-induced cell death. Our current study demonstrates that raloxifene induces autophagy via the activation of AMPK by sensing decreases in ATP, and that the overactivation of autophagy promotes cell death and thereby mediates the anti-cancer effects of raloxifene in breast cancer cells.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1404-1408
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• 2013

본 연구에서는 마우스 췌장의 선포세포(primary acinar cell)에서 에탄올에 의해 유도된 염증성 손상에 미치는 녹차의 생리활성 물질인 EGCG의 효과를 췌장분비 효소의 활성과 선포세포에서의 기능 회복 관련 마크로 알려진 유전자들(AMPK, RKIP 및 Reg1)의 발현 조절 측면에서 조사하였다. 대조군에 비해 에탄올이 처리된 세포에서는 ${\alpha}$-amylase와 chymotrypsin의 활성이 증가되었지만, EGCG 처리에 의하여 그들 활성이 유의적으로 감소하였다. 세포 생존 및 보호와 관련 있는 AMPK 인산화 수준은 에탄올 단독 처리시 그 발현이 감소하였지만, EGCG 처리에 의하여 유의적으로 회복되었다. 세포 사멸과 세포독성 조절과 연관이 있는 RKIP 또한 그 발현 경향이 AMPK인산화 변화의 정도와 유사하였다. 또한 베타세포 재생에 관여하는 Reg1 발현은 에탄올이 처리된 선포세포에 EGCG를 처리하였을 경우 그 발현량이 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과들을 종합하여, 항산화성 폴리페놀인 EGCG는 알코올성 췌장염으로 인한 세포의 손상이나 당뇨병 예방과 회복에 치료적 효과를 가질 수 있다고 제안한다.

• 한방비만학회지
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• 제22권1호
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• pp.30-37
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• 2022

Objectives: Adipogenesis is the process by which pre-adipocytes are differentiated into adipocytes. It also plays an important role in adipocyte formation and lipid accumulation. Ranunculus sceleratus (R. sceleratus) extracts are used for the treatment of various diseases such as hepatitis, jaundice, and tuberous lymphadenitis in oriental medicine. However, its effect on adipogenesis has not yet been studied. In this study, we investigated the effects of R. sceleratus on adipogenesis in 3T3-L1 cells. Methods: Cells were treated with 50, 100, and 200 ㎍/ml of R. sceleratus and cell viability was evaluated. To differentiate the 3T3-L1 preadipocytes, a 3-isobutyl-1-methylxanthine, dexamethasone, and insulin (MDI) solution were used. The accumulation of lipid droplets was determined by Oil Red O staining. The expression levels of adipogenesis-related proteins were also determined. Results: MDI solution differentiated the preadipocytes into adipocytes and accumulation of lipids was observed in the differentiated 3T3-L1 cells. Interestingly, the amount of lipid droplets was reduced after R. sceleratus treatment. In addition, the expression levels of key adipogenic transcription factors, such as CCAAT/enhancer-binding proteins-𝛼 (C/EBP-𝛼) and peroxisome proliferator-activated receptors-𝛾 (PPAR-𝛾) were also reduced after R. sceleratus treatment. Furthermore, R. sceleratus increased AMP-activated kinase (AMPK) phosphorylation and decreased sterol regulatory element-binding protein-1 expression. Conclusions: Our results showed that R. sceleratus reduced preadipocyte differentiation by inhibiting C/EBP-𝛼 and PPAR-𝛾 levels via the AMPK pathway. Therefore, we suggest that R. sceleratus may be potentially used as an anti-adipogenic agent.