• Journal of Ginseng Research
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• 제41권1호
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• pp.23-30
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• 2017

Background: Ginsenoside Rg1 is a class of steroid glycoside and triterpene saponin in Panax ginseng. Many studies suggest that Rg1 suppresses adipocyte differentiation in 3T3-L1. However, the detail molecular mechanism of Rg1 on adipogenesis in 3T3-L1 is still not fully understood. Methods: 3T3-L1 preadipocyte was used to evaluate the effect of Rg1 on adipocyte development in the differentiation in a stage-dependent manner in vitro. Oil Red O staining and Nile red staining were conducted to measure intracellular lipid accumulation and superoxide production, respectively. We analyzed the protein expression using Western blot in vitro. The zebrafish model was used to investigate whether Rg1 suppresses the early stage of fat accumulation in vivo. Results: Rg1 decreased lipid accumulation in early-stage differentiation of 3T3-L1 compared with intermediate and later stages of adipocyte differentiation. Rg1 dramatically increased CAAT/enhancer binding protein (C/EBP) homologous protein-10 (CHOP10) and subsequently reduced the $C/EBP{\beta}$ transcriptional activity that prohibited the initiation of adipogenic marker expression as well as triglyceride synthase. Rg1 decreased the expression of extracellular signal-regulated kinase 1/2 and glycogen synthase kinase $3{\beta}$, which are also essential for stimulating the expression of $CEBP{\beta}$. Rg1 also reduced reactive oxygen species production because of the downregulated protein level of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate hydrogen (NADPH) oxidase 4 (NOX4). While Rg1 increased the endogenous antioxidant enzymes, it also dramatically decreased the accumulation of lipid and triglyceride in high fat diet-induced obese zebrafish. Conclusion: We demonstrated that Rg1 suppresses early-stage differentiation via the activation of CHOP10 and attenuates fat accumulation in vivo. These results indicate that Rg1 might have the potential to reduce body fat accumulation in the early stage of obesity.

• 한방비만학회지
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• 제22권1호
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• pp.38-46
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• 2022

Objectives: Juknyeok (JN) is natural liquor extracted from bamboo stems (Phyllostachys bambusoides) and has been used as a traditional Korean medicine for improving vascular function, blood glucose, and treating stroke. Until now, the JN's lipid-lowering effect and underlying mechanism in adipocytes are poorly understood. The aim of this study was to scrutinize the effect of a standardized commercial JN on lipid accumulation during the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes. Methods: Lipid and triglyceride (TG) accumulation in differentiating 3T3-L1 preadipocytes were measured by Oil Red O staining and AdipoRed assay, respectively. Cell count analysis was used to ascertain 3T3-L1 cytotoxicity. Immunoblotting and Reverse transcription polymerase chain reaction analysis were used to assess protein and messenger RNA (mRNA) expression levels in 3T3-L1 cells, respectively. Results: Treatment with JN at 25 𝜇l/ml after pH calibration with 6.35 significantly reduced lipid and TG accumulation in differentiating 3T3-L1 preadipocytes without significant cytotoxicity. On mechanistic levels, JN markedly suppressed protein expression levels of CCAAT/enhancer-binding protein (C/EBP)-𝛽 and fatty acid synthase (FAS) during the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes. However, JN did not affect the protein expression levels of C/EBP-𝛼, peroxisome proliferator-activated receptor-𝛽/𝛾, and phosphorylation levels of signal transducer and activator of transcription-3/5 in differentiating 3T3-L1 preadipocytes. JN also reduced leptin mRNA expression levels in differentiating 3T3-L1 preadipocytes. Conclusions: JN at 25 𝜇l/ml lowers lipid accumulation and TG content in differentiating 3T3-L1 cells, mediated through the reduced expression levels of C/EBP-𝛽 and FAS.

• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.137-147
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• 2014

유근피(Cortex ulmi pumilae)는 항산화, 항염증, 항균, 항암 등 다양한 생리활성이 보고되어 있으며, 뛰어난 소염효과로 예로부터 약재로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 이용하여 유근피 추출물의 지방세포 분화에 미치는 영향과 그 기전을 검토하였다. 유근피 추출물을 분화유도제와 동시에 처리한 결과, 3T3-L1 지방전구세포의 세포질 내 triglyceride 생성을 농도의존적으로 감소시켰으며, 지방세포분화 관련 전사인자인 $C/EBP{\alpha}$, $C/EBP{\beta}$ 및 $PPAR{\gamma}$의 발현을 유의적으로 저하시켰다. 다음으로 유근피 추출물을 지방세포 분화 유도 단계별로 처리한 결과, 분화유도제와 동시에 처리한 경우 즉 분화 초기에 처리한 경우가 가장 효과적인 지방세포 분화 억제효능을 보였으며, 이 때 분화초기에 발현되는 $C/EBP{\beta}$의 발현량은 현저하게 감소되었다. 또한 유근피 추출물에 의해 mitotic clonal expansion 단계의 세포증식이 농도의존적으로 억제되는 것을 확인하였으며, 세포주기분석을 통해 G1 arrest를 유발함으로써 증식이 억제 된다는 것을 확인하였다. 또한, G1 arrest는 G1/S 전이 관련 단백질인 p21의 발현 증가, cyclin E의 발현 감소 및 Rb의 인산화 감소에 의한 것임을 확인하였다. 이러한 연구결과들로부터 유근피 추출물은 지방세포 분화 초기 단계에 작용하여 지방세포 분화 관련 전사인자의 발현을 억제하고 mitotic clonal expansion을 저해하여, 지방전구세포의 지방세포로의 분화를 억제하는 항비만 효능을 가지는 천연소재임을 확인하였으며, 따라서 본 연구는 향후 이를 활용한 지속적인 연구를 위한 기초자료로 그 가치가 매우 높을 것이라 생각된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제31권2호
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• pp.67-73
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• 2016

본 총설에서는 비-플라보노이드 폴리페놀인 레스베라트롤이 간, 골격근 및 지방조직에서 지질대사에 관계된 다양한 신호전달체계를 조절하여 지질 대사 효과를 유발시키는 과정에 관해 고찰하였다. 구체적으로 in vitro 연구에서 레스베라트롤은 지방생성을 줄여주고 apoptosis를 증가시켜 지방세포의 발달과정에 기인하며, 지방세포의 분화에 있어 중요한 전사인자인 $C/EBP{\beta}$, $C/EBP{\alpha}$, SREBP1c 및 $PPAR{\gamma}$의 활성을 감소시켜 항 비만 효과를 유발하는 효과가 있다는 것이 많은 논문들을 통해 증명되었다(Fig. 2). 또한, in vivo 연구에서 레스베라트롤은 지방 축적 과정을 억제하고 지질 분해 및 산화 경로를 자극하여 체지방 증가율을 감소시킨다는 것이 증명되었다. 최근 다양한 연구의 결과물(Table 2)들은 레스베라트롤이 지방생성, 지방분해, 열발생 및 지방산 산화에 관여하며 또한, 백색 지방을 갈색 지방으로 변화시키는 능력이 있다는 것을 증명하였다. 흥미롭게도 레스베라트롤은 비만뿐만이 아닌 심장발작 및 뇌졸중과 같은 다양한 대사질환을 예방하는데 도움이 되고, 결장암 및 간암 세포의 성장을 억제하는 효능이 있다는 사실이 밝혀지기도 하였다. 하지만 인간에 대한 레스베라트롤의 명확한 메커니즘을 알지 못하고 인간에게 나타나는 부작용에 관한 연구가 없기 때문에, 안전성을 확보하기 위해서는 다양한 실험모델을 이용한 레스베라트롤의 단기간 및 장기간에 대한 깊은 연구가 요구된다.

• 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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• 제20권5호
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• pp.729-735
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• 2010

본 연구의 목적은 생약복합제제인 SH21B의 adipogenesis 억제 효능에 대한 상세한 분자적 메커니즘을 3T3-L1 지방세포를 이용하여 밝히는 데 있다. 실험에 사용된 SH21B는 7가지 생약성 천연물질인, 황금, 행인, 마황, 석창포, 포황, 원지 및 하엽으로 이루어졌다. 최근, 본 연구진에 의해 3T3-L1을 이용한 in vitro 연구와 마우스를 이용한 in vivo 연구에서 SH21B의 adipogenesis 억제효능이 밝혀진 바 있다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방세포가 분화될 때 작용하는 다양한 지방세포형성 조절자들의 유전자 발현이 SH21B에 의해 어떻게 변하는지 살펴보고자 하였다. 실시간중합효소반응(real time PCR) 기술을 이용하여 SH21B를 처리한 지방세포와 그렇지 않은 지방세포를 비교한 결과, 최종마커인 ADIPOQ와 SLC2A4의 유전자 발현이 SH21B에 의해 급격하게 감소함을 알 수 있었다. 최종마커의 발현을 유도하는 핵심전사인자인 $PPAR{\gamma}$와 C/$EBP{\alpha}$의 유전자 발현 역시 SH21B의 처리 시 유의하게 억제되었다. 좀 더 상세한 분자적 메커니즘을 규명하기 위해, 핵심전사인자의 상위에 위치한 다양한 조절자들의 유전자 발현을 분석하였다. 그 결과, 여러 지방세포형성 유도조절자 중, Krox20과 KLF15의 유전자 발현이 SH21B 처리에 의해 유의하게 감소된 반면, C/$EBP{\beta}$와 KLF5의 유전자 발현은 SH21B 처리에 영향을 받지 않았다. 그리고 지방세포형성 억제조절자인 KLF2와 CHOP의 유전자 발현은 SH21B 처리에 의해 유의하게 증가되었다. 이러한 결과들은 SH21B의 지방세포형성 억제효능이 지방세포의 분화에 작용하는 다양한 상위조절자 중 지방세포형성 유도조절자인 Krox20과 KLF15 그리고 지방세포형성 억제조절자인 KLF2와 CHOP 등의 유전자 발현이 변화되면서 일어나는 복합적인 반응의 결과임을 제시한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제39권3호
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• pp.109-115
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• 2018

Obesity is a worldwide disease caused by the excessive proliferation of adipocytes. Multiple factors, including melatonin and physical loading, are involved in the control of obesity. Melatonin has been shown to induce apoptosis on preadipocytes while physical loading such as fluid shear stress (FSS) affects the proliferation and differentiation of adipocytes. Here, we studied the combined effects of melatonin and FSS on 3T3-L1 preadipocytes. For physical loading, preadipocytes were stimulated with a maximum dynamic fluid shear stress of 1 Pa at 1 Hz for 2 hours with/without melatonin. The experiment conditions were divided into four groups: (1) control, (2) 1 mM melatonin treatment, (3) FSS, and (4) combined 1 mM melatonin and FSS. All groups had a fixed duration time of 2 hours. ERK, p-ERK, COX-2, $C/EBP{\beta}$, $PPAR{\gamma}$, osteopontin, Bax, caspase-3 and caspase-8 proteins were assessed by Western blot analysis. GAPDH was used as a control. Results showed that combined melatonin and FSS treatment activated the ERK/MAPK pathway but not COX-2. Furthermore, combined melatonin and FSS treatment significantly decreased $C/EBP{\beta}$ and $PPAR{\gamma}$ compared to other groups. However, caspase-3 and caspase-8 did not result in significant changes. In summary, combined melatonin and FSS appears to have the potential to inhibit adipogenesis and treat obesity.

• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1367-1375
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• 2016

Cilostazol은 phosphodiesterase III의 선택적 저해제로 알려져 있으며, 뇌졸중 치료에 일반적으로 사용되고 있다. Cilostazol을 처리한 경우, 국소 뇌허혈이 발생한 후에 혈관신생을 통해서 혈관형성이 향상된다는 것을 본 연구자들이 발표하였다. 혈관신생은 조직의 허혈상태를 극복하기 위해서 혈관재생을 촉진하는 중요한 과정으로써, 혈관내피세포의 증식, 이동, 모세관구조 형성의 다단계 과정으로 구성되어 있다. 이에 본 연구에서는 인간 뇌혈관내피세포를 이용하여 cilostazol이 혈관신생의 각 단계들에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다. Cilostazol은 농도의존적으로 뇌혈관내피세포의 이동성을 촉진하였으나, 뇌혈관내피세포의 증식과 모세관구조 형성에는 영향을 미치지 않았다. Cilostazol이 세포이동을 조절하는 기전을 분석하기 위해서 cDNA microarray를 수행하였고, 세포이동에 관련성이 있는 5종의 후보 유전자들을 선택하여 real-time PCR을 통해 해당 유전자의 발현을 검증하였다. Cilostazol에 의해서 발현양이 조절되는 유전자들로써, phosphoserine aminotransferase 1 (PSAT1)와 CCAAT/enhancer binding protein ${\beta}$ ($C/EBP{\beta}$)은 발현이 증가하였고, tissue factor pathway inhibitor 2 (TFPI2), retinoic acid receptor responder 1 (RARRES1), RARRES3는 발현이 감소하였다. 이상의 결과를 통해서 cilostazol이 혈관내피세포의 이동을 촉진하여 혈관신생을 향상시킬 수 있음을 제안할 수 있으며, 뇌혈관내피세포에 대한 cilostazol의 조절기전에 대해서 더욱 상세히 규명을 한다면 혈관형성을 통하여 허혈성 질환을 치료할 수 있는 유용한 정보가 될 것으로 기대한다.

• 대한한방소아과학회지
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• 제20권2호
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• pp.177-196
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• 2006

Objective : This experimental study was designed to determine the effects of BPT on obesity in vivo and in vitro. Methods : in vitro, BPTn extracts of various concentration(50, 100, 200 ${\mu}g/m{\ell}$) were added in 3T3-L1 cell. Adipocyte differentiation was measured by Oil Red O staining and Morphological examination. The expression of $C/EBP{\alpha}$ and $PPAR{\gamma}$ receptor was measured by western blot assay and RT-PCR in vivo, Rats were orally administered BPT daily for consecutive four weeks before poloxamer-407 induced hyperlipidemic state. The rats were sacrificed 24 hrs later for poloxamer-407 treated and then serum triglyceride, total cholesterol were measured ; Rats were orally administered BPT daily for consecutive four weeks before triton WR-1339 induced hyperlipidemic state. The rats were sacrificed 40 hrs later for triton WR-1339 treated and then serum triglyceride, total cholesterol were measured ; Rats with obesity were induced by the high fat-diet for six weeks and then serum triglyceride, total cholesterol, LDL-cholesterol, triglyceride, HDL-cholesterol, hydroxy radical, superoxide dismuatse activity were measured. Results : In vitro, The 3T3-L1 cells' differentiation was significantly decreased by BPT. The expression of $C/EBP{\alpha}$ and $C/EBP{\beta}$ was decreased by BPT. In vivo, BPT significantly reduced serum triglyceride, total cholesterol contents in poloxamer-407 treated rat. BPT significantly reduced serum triglyceride contents in Triton WR-1339 treated rat. Total cholesterol also reduced but did not show a significant change. BPT significantly reduced body weight gain of rat and adipose tissue mass of rats and serum triglyceride, LDL-cholesterol contents and significantly increased HDL-cholesterol, HTR(HDL-cholesterol/Total-cholesterol) in rats with obesity induced by the high fat-diet. BPT reduced blood lipid peroxide, hydroxy radical and increased superoxide dismuatse(SOD) activity.

• 생명과학회지
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• 제21권9호
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• pp.1346-1353
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• 2011

산두근(Sophora tonkinensis Gapnep)은 예로부터 동양지역에서 전통적인 약용식물로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포의 성숙지방세포로의 분화와 세포 내 지방생성에 대한 산두근 메탄올 추출물(STME)의 효과와 메커니즘에 대해 조사하였다. STME를 0-200 ${\mu}g$/ml의 농도로 처리한 다음, Oil Red O 염색으로 세포 내축적되는 지방구와 지질의 양을 측정한 결과 농도의존적으로 크게 감소됨을 확인하였으며 3T3-L1 지방전구세포의 분화와 관련된 단백질의 발현의 변화를 조사하였다. 지방세포의 특이적 marker인 peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$ (PPAR${\gamma}$), cytidine-cytidine-adenosine-adenosine-thymine (CCAAT)/enhancer-binding proteins ${\alpha}$, ${\beta}$ (C/EBP${\alpha}$, C/EBP${\beta}$) 그리고 sterol regulatory element binding protein (SREBP)의 발현이 STME를 처리하였을 때 현저하게 저해됨을 확인하였다. 세포주기의 변화를 분석한 결과 STME는 지방세포 분화초기 단계인 mitotic clonal expansion 단계에서 G1기로 세포주기를 정지시켰다. 더불어 G1 arrest와 관련된 단백질의 변화를 조사 한 결과, 3T3-L1 세포에 STME를 처리하였을 때 p21의 발현량이 확연하게 증가하였으며, Cdk2, E2F-1 그리고 phosphor-Rb의 발현량은 농도의존적으로 감소하였다. 이러한 결과들에 의하여 STME은 메탄올 추출물임에도 불구하고 3T3-L1 지방전구세포가 성숙지방세포로 분화할 때 G1 arrest를 통하여 지방세포 분화를 억제하며 관련 유전자의 발현 억제도 확연하게 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 항 비만 천연물 소재 탐구의 기초자료로 유용하게 쓰일 것으로 사료된다.