Insulin stimulates the fusion of intracellular vesicles containing glucose transporter 4 (GLUT4) with plasma membrane in adipocytes and muscle cells. Here we show that adipocyte differentiation results in enhanced insulin sensitivity of glucose uptake. On the other hand, glucose uptake in response to platelet-derived growth factor (PDGF) stimulation was markedly reduced by adipocyte differentiation. Expression level of insulin receptor and caveolin-1 was dramatically increased during adipocyte differentiation. Adipocyte differentiation caused :ilightly enhanced activation of acutely transforming retrovirus AKT8 in rodent T cell lymphoma (Akt) by insulin stimulation. However, activation of Akt by PDGF stimulation was largely reduced. Activation of ERK was not detected in both fibroblasts and adipocytes after stimulation with insulin. PDGF-dependent activation of ERK was reduced by adipocyte differentiation. Insulin-dependent glucose uptake was abrogated by LY294002, a phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibitor, in both fibroblasts and adipocytes. Also disassembly of caveolae structure by $methyl-\beta-cyclodextrin$ caused impairment of Akt activation and glucose uptake. Finally, insulin receptor, Akt, SH2-domain-containing inositol 5-phosphatase 2 (SHIP2), and regulatory subunit of PI3K are localized at lipid raft domain and the translocation was facilitated upon insulin stimulation. Given these results, we suggest that lipid raft provide proper site for insulin action for glucose uptake.
Kim, Hye-Ran;Park, Gyu-Nam;Jung, Bo-Kyoung;Yoon, Weon-Jong;Chang, Kyung-Soo
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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v.35
no.2
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pp.492-501
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2018
Obesity is a worldwide disease and one of the major risk factors. Virus among many factors can lead to obesity. Adenovirus 36 (Ad-36) is the adipogenic virus linked with human obesity. Nevertheless, there is no drug to treat both Ad-36 infection and obesity associated with virus. For the precedent study on anti-cholesterol test, Distylium racemosum (D. racemosum), Quercus salicina (Q. salicina) and Raphiolepis indica (R. indica) were selected. This study was carried out to evaluate the anti-cholesterol effects, anti-lipid effects and inhibition of Ad-36 replication from three extracts. D. racemosum ($50{\mu}g/mL$) inhibited lipid accumulation on 3T3-L1 adipocyte. D. racemosum inhibited adipocyte differentiation through suppression of regulator peroxisome proliferator-activated receptor-${\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$) genes and adipocyte-specific genes such as adipocyte protein 2 (aP2). D. racemosum inhibited replication of Ad-36 at $50{\mu}g/mL$ of concentration. Therefore, the extract of D. racemosum could be a candidate for development of anti-Ad-36 and anti-obesity drugs.
Choi, Jae Young;Lim, Jong Seok;Sim, Bo Ram;Yang, Yung Hun
Journal of Life Science
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v.30
no.6
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pp.532-541
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2020
In this study, we describe the inhibition of adipocyte differentiation by the lactic acid bacteria (LAB) fermentation product of Chrysanthemum indicum L. (CI) extract to control obesity. Preparation of LAB-fermented products was performed to overcome the cytotoxicity of CI extract. During fermentation and 3T3-L1 cell line experiment, cytotoxicity was not induced in the CI fermentation products over 1 day in culture. Fermented materials from highly proliferative cultures were selected for treatment of 3T3-L1 cells and for comparison with unfermented control groups. Cell survival and undifferentiated cell populations were decreased differentiation population in all experimental groups compared with controls, as measured using fluorescence-activated cell sorting analysis. Akt pathway activity increased upon treatment with these fermented extracts in 3T3-L1 cells. Gli2 depleted at the protein level in association with adipocyte differentiation. LAB KCTC 3115- and 3109-fermented extract treatment caused controlled Gli2 protein accumulation. Moreover, KCTC 3115 and 3109 were found to reduce C/EBPα and FAS was depleted, whereas pACC was increased at the protein level upon treatment with the fermentation products of each of the four LAB used in this study. With Lactococcus lactis subsp. lactis KCTC 3115 fermentation, the regulation of adipose differentiation and hedgehog signaling were also suppressed, thereby inhibiting the differentiation of progenitor cells. The basis for the activation of hedgehog signaling may provide insights into the treatment of obesity and the inhibition of adipocyte differentiation.
The effect of diets(high fat, high fat high energy, pectin, cellulose) on adipocyte of epididymal fat pads were investigated in 70 male rats for 8 weeks. The rats were assigned to a control(C), high fat(HF) and high fat high energy(HFHE) group for 4 wks. During the next 4 wks, reassigned to one of three treatments (high fat, pectin supplemented, cellulose supplemented) in the HF group and one of three treatment (high fat high energy, pectin, cellulose) in the HFHE group. Therefore, the total experimental groups were 7 (C, HF, HF-P, HF-C, HFHE, HFHE-P, HFHE-C). Parameters evaluated and compared for each diet were body weight, total energy intake, feed efficiency ratio and weight changes in epididymal fat pads. The results are summarized as follows ; 1) There was no significant difference in body weight gain among the groups. 2) Total energy intake was higher in the C group than other groups. 3) Feed efficiency ratio (F.E.R) of the HF and HFHE groups were greater than C group(2, 4 weeks). However, there were no significant differences between the HF and HFHE groups. 4) Epididymal fat pads(EFP 100g/B.W) of the FH and HFHE groups were higher than C group (2, 4 weeks). However, there were no significant differences between the HF and HFHE groups. There was no significant difference in weight gain of epididymal fat pads among the groups(8 weeks). 5) Cell number and cell size of epididymal fat pads of the HF and HFHE groups were higher than the C group. The pectin and the cellulose supplementation groups decreased cell number and cell size of epididymal fat pads. Especially, the pectin supplementation group decreased than the cellulose supplementation in HFHE group. Therefore, we can concluded that the HF and the HFHE diet has no effect on the epididymal fat pads.
Park, Jung-Eun;Han, Sang-Yong;Choi, Eun-Sik;Chong, Myong-Soo;Kim, Yun-Kyung
Herbal Formula Science
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v.21
no.1
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pp.99-110
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2013
Objectives : This study was designed to investigate the effect of a herbal preparation HJ01 consisting of Salicornia herbacea, Citri Reticulatae Pericarpium, Crataegi Fructus and Glycyrrhizae Radix on adipocyte differentiation in OP9 cells and on poloxamer 407(P-407)-induced hyperlipidemia in mice. Methods : 1. MTT assay was used to evaluate the potential cytotoxicity of Salicornia herbacea, Citri Reticulatae Pericarpium, Crataegi Fructus, Glycyrrhizae Radix and HJ01, respectively. 2. Bone-marrow derived OP9 cells were treated with HJ01, and the alterations in fat storage in the cells were determined by the Oil red O assay. 3. The protein level of CAAAT/enhancer binding protein alpha($C/EBP{\alpha}$), as a adipocyte differentiation marker, was examined using western blot analysis in differentiated OP6 cells. 4. Adult male C57BL6 mice received intraperitoneal injections of P407 to induce hyperlipidemia, simultaneously, were treated with HJ01 for 4 weeks. Then the cholesterol (TC), triglyceride (TG) and high-density lipoprotein-cholesterol (HDL-c) levels in sera and liver tissues were measured. Results : 1. The MTT assay exhibited that Salicornia herbacea, Citri Reticulatae Pericarpium, Crataegi Fructus, Glycyrrhizae Radix and HJ01 showed no significant cytotoxicity in tested dosages. 2. Ten days' treatment with HJ01 markedly inhibited the increases in fat storage in differentiated OP6 cells. 3. Four weeks' treatment with HJ01 down-regulated the protein level of CAAAT/enhancer binding protein alpha($C/EBP{\alpha}$) but up-regulated the levels of adiponectin in differentiated OP9 cells. 5. HJ01 inhibited the accumulation of TC and TG in liver tissues and increased serum levels of TC in hyperlipidemic mice. Conclusions : These results suggest that HJ01 can in vitro inhibit adipocyte differentiation and fat storage in OP6 cells, in vivo improve the hyperlipidemia induced by P-407 in mice, which may be mediated by promoting glucose uptake and improving a lipid metabolite profile.
Jo, Hyun Kyun;Han, Min Ho;Hong, Su Hyun;Choi, Yung Hyun;Park, Cheol
Journal of Life Science
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v.25
no.3
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pp.285-292
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2015
Citrus peel (CP) is used as a traditional herb with diverse beneficial pharmacological activities, such as anti-inflammatory, anti-oxidant, and anti-allergic effects. However, the anti-obesity effects of citrus peel are poorly defined. The aim of this study was to evaluate ethanol extracts of citrus peel (EECP) for its adipocyte differentiation and adipogenesis in 3T3-L1 preadipocytes. The aim of this study was to evaluate an EECP for its adipocyte differentiation and adipogenesis in 3T3-L1 preadipocytes. Treatment with EECP significantly suppressed the terminal differentiation of 3T3-L1 preadipocytes in a dose-dependent manner, as confirmed by a decrease in lipid droplet number and lipid content and an accumulation of cellular triglyceride. EECP exhibited potential adipogenesis inhibition and downregulated the expression of pro-adipogenic transcription factors, such as sterol regulatory elementbinding protein-1c (SREBP-1c), peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPARγ), CCAAT/enhancerbinding proteins α (C/EBPα) and C/EBPβ, and adipocyte expressed genes, such as adipocyte fatty acid binding protein (aP2) and Leptin. In addition, EECP treatment effectively activated the AMP-activated protein kinase (AMPK) signaling pathway; however, compound C, a specific inhibitor of AMPK, significantly reduced the EECP-induced inhibition of adipogenesis. Taken together, these results indicate EECP showed strong anti-obesity effects through the AMPK signaling pathway, and further studies will be needed to identify the active compounds that confer the anti-obesity activity of EECP.
Euphorbia humifusa Willd (Euphorbiaceae) is a functional raw material with various pharmacological activities. This study aimed to validate the inhibitory effect of Euphorbia humifusa extract (EHE) on adipocyte differentiation in vitro and in a high-fat-diet (HFD)-induced mouse model to evaluate the E.a humifusa as a novel anti-obesity and lipid metabolism enhancer agent. EHE effects on obesity and lipid metabolism were assessed in HFD-induced obese mice after 4-week treatments. Results were compared among four treatment groups (n = 7/group): low fat diet (LFD), high fat diet (HFD), and HFD-induced obese mice treated with either 100 or 200 mg/kg/day EHE (EHE100 and EHE200, respectively). EHE (50 to 200 ㎍/ml) and quercetin (50 ㎍/ml) significantly reduced 3T3-L1 preadipocyte differentiation (p < 0.001), in a concentration-dependent manner. EHE affected lipid metabolism, as evidenced by changes in serum lipid components. The HFD-EHE100 and HFD-EHE200 groups exhibited significantly (p < 0.05) reduced triglycerides (TG, 97.50 ± 6.56 and 82.50 ± 13.20 mg/dL, respectively) and low-density lipoprotein-cholesterol (LDL-c: 40.25 ± 4.99 and 41.25 ± 6.36 mg/dL, respectively) compared to the HFD group (TG: 129.25 ± 19.81 mg/dL; LDL-c: 51.75 ± 11.59 mg/dL). Haematoxylin and Eosin (H&E) and Oil red O staining showed that EHE markedly reduced lipid accumulation and inhibited lipogenesis in the liver. Interestingly, EHE significantly (p < 0.01) reduced the expression of adipogenic transcription factors in liver tissue. Our results indicated that EHE has the potential to be a therapeutic agent for addressing obesity and lipid metabolism.
Kim, Juree;Jang, Taewon;Kim, Ji Hyun;Shin, Hanna;Park, Jaeho;Lee, Sanghyun
Journal of Applied Biological Chemistry
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v.64
no.3
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pp.269-275
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2021
The in vitro anti-obesity activity of 12 species of tree sprouts in differentiated 3T3-L1 cells and the mechanisms underlying their activity were evaluated. (+)-Catechin and quercetin concentrations in the sprouts were analyzed by HPLC/UV at 270 and 254 nm, respectively. Euonymus alatus (EAT) and Fraxinus mandschuria (FMS) extracts at doses of 50 and 100 ㎍/mL inhibited the accumulation of lipid droplets in differentiated 3T3-L1 cells. Moreover, EAT and FMS downregulated the expression of the CCAAT/enhancer-binding protein-α, adipogenesis-related proteins peroxisome proliferator-activated receptor-γ, and adipocyte P-2α in differentiated 3T3-L1 cells. Tree sprouts with an abundant flavonoid content exerted the highest anti-obesity activity. Concentrations of total flavonoids were the highest in FMS (24.281 mg/g DW) sprouts. These findings could be used to develop health-promoting functional foods or supplements derived from tree sprouts.
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.
Obesity, one of the most common metabolic diseases in industrial countries is characterized by an increase in the number or size of adipocytes. In an effort to create transgenic mouse models for the study of obesity we developed a novel technique in which adipose tissue can be ablated genetically at will, at any specific developmental stage and/or physiological condition, by the treatment of ganciclovir. We made a series of adipocytespecific expression vectors using minimal regulatory regions of brown adipocyte-specific uncoupling protein (UCP-1) gene and adipocyte-specific aP2 gene, and then analyzed their expression characteristics in cultured cell lines. When both constructs pUCP-LacZ and paP2-LacZ were transfected transiently into differentiating 3T3-L1 (pre-while adipocytes) and HIB-1B (pre-brown adipocytes) cell lines in vitro and then monitored by X-gal staining of cells, these regulatory regions were sufficient to show proper differentiation stage-specific expression in adipocvtes. To confirm that adipocytes expressing HSV-TK controlled by these minimal requlatory elements are sufficient to kill themselves with ganciclovir treatment pUCP-TK and paP2-TK expression constructs were transfected stably into HIB-1B and 3T3-L1 cells, respectively, and their ganciclovir sensitivities were tested during in vitro differentiation of cells. As expected more than 80% of cells were dead by the 7th day of treatment with ganciclovir while negative control cells were not affected at all. The data suqqest that the constructed vectors are suitable for obtaining novel obese transqenic models based on a conditional genetic tissue ablation method.
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