• Journal of Animal Science and Technology
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• 제65권3호
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• pp.664-678
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• 2023

To improve culture efficiency of Hanwoo myosatellite cells, these cells were cultured at different temperatures. Hanwoo myosatellite cells were compared with C2C12 cells to observe proliferation and differentiation at culture temperatures of 37℃ and 39℃ and determine the possibility of using them as cultured meat. Immunofluorescence staining using Pax7 and Hoechst, both cells cultured at 37℃ proliferated better than cultured at 39℃ (p < 0.05). When differentiated cells were stained with myosin and Hoechst, there was no significant difference in myotube thickness and Fusion index (p > 0.05). In Western blotting analysis, Hanwoo myosatellite cells were no significant difference in the expression of myosin between cells differentiated at the two temperatures (p > 0.05). C2C12 cells were no significant difference in the expression of myosin between cells differentiated at the two temperatures (p > 0.05). In reverse transcription and quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) analysis, Hanwoo myosatellite cells cultured at 39℃ had significantly (p < 0.05) higher expression levels of MyHC, MYF6, and MB than those cultured at 37℃. C2C12 cells cultured at 39℃ showed significantly (p < 0.05) higher expression levels of MYOG and MB than those cultured at 37℃. To increase culture efficiency of Hanwoo myosatellite cells, proliferating at 37℃ and differentiating at 39℃ are appropriate. Since results of temperature differences of Hanwoo myosatellite cells were similar to those of C2C12 cells, they could be used as a reference for producing cultured meat using Hanwoo satellite cells.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1479-1485
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• 2017

일반적으로 노화, 영양부족 및 다양한 만성질환에 의하여 유발되는 근위축은 근육 단백질 합성 억제 및 분해증가를 통하여 근섬유 및 근육의 밀도를 감소시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 근위축과 관련된 in vitro 실험을 위한 C2C12 근아세포에서 근관세포로의 분화과정을 확립하고, 분화가 유발된 C2C12 근관세포를 대상으로 dexamethasone 및 hydrogen peroxide에 의한 근위축 유발 및 관련 단백질들의 발현 변화를 조사하였다. 먼저 C2C12 근아세포에 분화배지를 처리하였을 경우 근관세포로 분화가 유발되었으며, 분화와 관련된 단백질인 myogenin 및 myoD의 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 분화가 유발된 C2C12 근관세포에 세포독성이 없는 조건의 dexamethasone 및 hydrogen peroxide를 처리하였을 경우 근관의 지름이 감소하였으며, 이러한 현상은 musclespecific ubiquitin ligases인 MAFbx/atrogin-1 및 MuRF1의 발현 증가와 함께 muscle-specific transcription factor인 myogenin 및 MyoD의 발현 감소와 관련이 있다는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 근위축과 관련된 in vitro 실험 모델의 구축을 위한 최적의 분화조건 확립과 함께 dexamethasone 및 hydrogen peroxide를 근위축 유도제로 사용할 수 있는 가능성 을 제시하는 것이다.

• 대한한의학방제학회지
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• 제28권1호
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• pp.29-39
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• 2020

Objectives : Glucoraphanin is one of the well-known natural glucosinolates found in cruciferous plants. In the present study, we investigated the effects and molecular mechanism of glucoraphanin in dexamethasone-induced skeletal muscle atrophy in vitro model. Methods : The cytotoxic effects of glucoraphanin on C2C12 myoblasts or myotubes were evaluated by MTT assay. The glucoraphanin was evaluated effects in dexamethasone-induced skeletal muscle atrophy in C2C12 myotubes using a real-time PCR, western blots analysis, and immunofluorescence staining of myosin heavy chain. Result : Glucoraphanin had no cytotoxicity on both C2C12 myoblasts or myotubes. Dexamethasone markedly induced muscle atrophy by up-regulating muscle-specific ubiquitin E3 ligase markers, atrogin-1 and MuRF1, and down-regulating MyoD, a myogenic regulatory factor whereas co-treatment of glucoraphanin and dexamethasone dose-dependently inhibited it. Furthermore, decreased expressions of p-Akt, p-FOXO1, and p-FOXO3a induced by dexamethasone were reversed by co-treatment with glucoraphanin and dexamethasone. In addition, dexamethasone obviously reduced myotube diameters, while co-treatment of glucoraphanin and dexamethasone increased those to a similar level as control. Conclusions : These results show that glucoraphanin suppresses dexamethasone-induced muscle atrophy in C2C12 myotubes through activation of Akt/FOXO signaling pathway.

• Molecules and Cells
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• 제25권4호
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• pp.479-486
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• 2008

Mitogen-activated protein kinases (MAPKs) play an indispensable role in activation of the myogenic program, which is responsive to mechanical stimulation. Although there is accumulating evidence of mechanical force-mediated cellular responses, the role of MAPK in regulating the myogenic process in myoblasts exposed to cyclic stretch is unclear. Cyclic stretch induced the proliferation of C2C12 myoblasts and inhibited their differentiation into myotubes. In particular, it induced persistent phosphorylation of p38 kinase, and decreased the level of phosphorylation of extracellular-signal regulated kinase (ERK). Partial inhibition of p38 phosphorylation increased cellular levels of MyoD and p-ERK in stretched C2C12 cells, along with increased myotube formation. Treatment with $10{\mu}M$ PD98059 prevented myogenin expression in response to a low dose of SB203580 ($3{\mu}M$) in the stretched cells, suggesting that adequate ERK activation is also needed to allow the cells to differentiate into myotubes. These results suggest that cyclic stretch inhibits the myogenic differentiation of C2C12 cells by activating p38-mediated signaling and inhibiting ERK phosphorylation. We conclude that p38 kinase, not ERK, is the upstream signal transducer regulating cellular responses to mechanical stretch in skeletal muscle cells.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제54권5호
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• pp.369-373
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• 2012

AMP-activated protein kinase (AMPK)는 체내 에너지 수준을 감지하고 당과 지방의 대사를 조절하는 인자로 밝혀졌다. 이러한 에너지 센서로서 AMPK의 역할은 심혈관계 및 비만과 당뇨 등의 대사성 질환에 밀접한 관계가 있다. 영양적 관점에서 AMPK는 지방산의 합성 및 분해를 통해 간에서 지방대사 조절에 중요한 역할을 한다. 특히 근육의 경우 glucose 흡수를 관장하며, 근육세포 내 glucose의 유입을 증가 시킨다. 하지만, AMPK의 활성이 대사기질의 흡수와 이용에 미치는 영향에 대한 정확한 기전은 아직까지 불분명하다. 또한 영양적 수준 차이에 따른 AMPK의 활성이 단백질 합성에 미치는 영향은 아직 보고된 바 없다. 따라서 본 연구의 목적은 C2C12 myotube에서 AMPK 활성물로 알려진 5-aminoimidazole-4-carbozamide-1-${\beta}$-D-ribonucleoside (AICAR)가 glucose 농도차이에 따른 AMPK 활성과 단백질함량에 미치는 영향을 알아보기 위함이다. 배양된 C2C12 근육세포에서 AICAR는 glucose의 함량에 관계없이 AMPK를 활성화 시켰다. 단백질 농도는 낮은 수준 (LG)에 비해 높은 수준의 glucose (HG)가 처리된 myotube에서 증가되었고, AICAR에 의해 그 효과는 더욱 증대 되었다. C2C12 myotube에서 HG 처리는 AMPK와 acetyl CoA carboxylase (ACC)의 인산화에 영향을 주지 않았지만, LG의 처리로 인해 AMPK와 ACC의 인산화가 증가되었다 (p<0.05). 또한, AICAR (2mM)의 처리는 glucose의 수준과는 관계없이 AMPK와 ACC의 인산화를 증가시켰다. 총 단백질 수준은 HG 처리에 의해 증가 되었고, 이는 AICAR의 처리에 의해서 더 높게 증가되었다. Proteasome 활성은 HG 처리구에서 LG에 비해 7.5% 낮게 나타났고, AICAR 처리는 proteasome 활성을 LG와 HG 처리구에서 각각 63%와 54% 감소 시켰다. Glucose의 수준은 mTOR의 인산화 수준에 영향을 주지 않았다. 하지만, AICAR는 LG 처리구에서 만 mTOR의 인산화 수준을 유의적으로 증가시켰고, HG 처리구에는 mTOR에 영향을 주지 않았다. 따라서, glucose 처리는 단백질을 proteasome으로부터 보호 하거나, glucose가 AMPK의 단백질 합성 저해 기능을 방해하여 세포내 단백질 합성을 중가 시키는 것으로 사료 된다. 결론적으로, 영양적 수준에 의해 AMPK 활성 및 단백질 합성과 분해가 조절된다는 것을 의미한다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제44권3호
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• pp.435-441
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• 2020

Background: As a process of aging, skeletal muscle mass and function gradually decrease. It is reported that ginsenoside Rb1 and Rb2 play a role as AMP-activated protein kinase activator, resulting in regulating glucose homeostasis, and Rb1 reduces oxidative stress in aged skeletal muscles through activating the phosphatidylinositol 3-kinase/Akt/Nrf2 pathway. We examined the effects of Rb1 and Rb2 on differentiation of the muscle stem cells and myotube formation. Methods: C2C12 myoblasts treated with Rb1 and/or Rb2 were differentiated and induced to myotube formation, followed by immunoblotting for myogenic marker proteins, such as myosin heavy chain, MyoD, and myogenin, or immunostaining for myosin heavy chain or immunoprecipitation analysis for heterodimerization of MyoD/E-proteins. Results: Rb1 and Rb2 enhanced myoblast differentiation through accelerating MyoD/E-protein heterodimerization and increased myotube hypertrophy, accompanied by activation of Akt/mammalian target of rapamycin signaling. In addition, Rb1 and Rb2 induced the MyoD-mediated transdifferentiation of the rhabdomyosarcoma cells into myoblasts. Furthermore, co-treatment with Rb1 and Rb2 had synergistically enhanced myoblast differentiation through Akt activation. Conclusion: Rb1 and Rb2 upregulate myotube growth and myogenic differentiation through activating Akt/mammalian target of rapamycin signaling and inducing myogenic conversion of fibroblasts. Thus, our first finding indicates that Rb1 and Rb2 have strong potential as a helpful remedy to prevent and treat muscle atrophy, such as age-related muscular dystrophy.

• 생명과학회지
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• 제17권7호통권87호
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• pp.976-982
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• 2007

본 연구는 분화 전단계인 C2C12 myoblast세포에 중요한 후천적 기작의 하나인 DNA 히스톤 단백질의 아세틸화를 조절하였을 때 일어나는 변화를 살펴본 결과, 히스톤 탈아세틸화 효소를 trichostatin A로서 억제시키자 C2C12 myoblast 세포가 smooth muscle로 분화하였다. 이는 immunofluorescentstaining을 통해 smooth muscle ${\alpha}-actin$의 발현 증가를 trishostatin A로 처리한 세포에서 관찰하였으며, DAPI 염색을 통해 대조군 세포와 비교하여 세포의 증식이 많이 억제됨을 관찰하였다. 또한 real-time PCR 결과는 smooth muscle ${\alpha}$-actin과 transgelin mRNA의 발현이 trichostatin A 처리군 세포에서 현저히 증가함을 보여주었다. 이러한 결과를 바탕으로 히스톤 단백질의 탈아세틸화 억제는 C2C12 myoblast 세포의 분화에 매우 중요한 역할을 하며, 또한 C2C12 myoblast 세포를 골격근인 다핵의 myotube로 분화시키지 않고, smooth muscle로 분화시킴을 알 수 있었다. 이것은 분명히 HDAC억제제 인 trichostatin A가 DNA 히스톤 단백질의 HDAC 효소에 의한 탈아세틸화를 강력히 억제하고, 이러한 HDAC효소의 억제는 세포주기에 있어서 증식과 분화를 조절하는 유전자들의 발현을 조절하였음을 시사한다. 이를 검증하기 위해 세포주기 조절인자인 p21과 cyclin Dl mRNA의 발현을 조사한 결과 세포를 증식단계로 진행하는데 있어서 필수적인 cdk 억제제인 p21 mRNA의 발현이 trichostatin A로 처리한 세포에서 현저히 증가함을 보였으며, 세포 증식을 유도하는 cyclin Dl mRNA의 발현은 trichostatin A를 처 리 한 후 24시간 후 유의하게 감소함을 보였는데 이는 trichostatin A가 세포증식을 억제하는 초기단계에서 cyclin Dl 유전자의 발현을 조절함을 보여준다. 향후 연구에서는 또 하나의 중요한 후천적 기작인 DNA 메틸화와 히스톤 아세틸화가 유전자 발현을 조절하는데 있어서 상호작용에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• BMB Reports
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• 제53권11호
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• pp.605-610
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• 2020

Skeletal myogenesis is a complex process that is finely regulated by myogenic transcription factors. Recent studies have shown that saturated fatty acids (SFA) can suppress the activation of myogenic transcription factors and impair the myogenic differentiation of progenitor cells. Despite the increasing evidence of the roles of miRNAs in myogenesis, the targets and myogenic regulatory mechanisms of miRNAs are largely unknown, particularly when myogenesis is dysregulated by SFA deposition. This study examined the implications of SFA-induced miR-183-5p on the myogenic differentiation in C2C12 myoblasts. Long-chain SFA palmitic acid (PA) drastically reduced myogenic transcription factors, such as myoblast determination protein (MyoD), myogenin (MyoG), and myocyte enhancer factor 2C (MEF2C), and inhibited FHL1 expression and myogenic differentiation of C2C12 myoblasts, accompanied by the induction of miR-183-5p. The knockdown of FHL1 by siRNA inhibited myogenic differentiation of myoblasts. Interestingly, miR-183-5p inversely regulated the expression of FHL1, a crucial regulator of skeletal myogenesis, by targeting the 3'UTR of FHL1 mRNA. Furthermore, the transfection of miR-183-5p mimic suppressed the expression of MyoD, MyoG, MEF2C, and MyHC, and impaired the differentiation and myotube formation of myoblasts. Overall, this study highlights the role of miR-183-5p in myogenic differentiation through FHL1 repression and suggests a novel miRNA-mediated mechanism for myogenesis in a background of obesity.

• 대한의생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.26-33
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• 2023

Ziziphus jujuba Mill. (ZJM), a traditional folk medicine and functional food in South Korea and China, has been reported to having pharmacological activities against anti-cancer, anti-oxidative, and anti-obesity. However, the effect of ZJM related to myoblast differentiation has not been known. In this study, we investigated the effects and mechanism of ZJM on myogenic differentiation of C2C12 cells. ZJM promotes myogenic differentiation and elevates the formation of multinucleated myotube compared to the control group. ZJM significantly increased the mRNA and protein expression of MyHC1, myogenin and MyoD in dose- and time-dependent manner. Interestingly, ZJM significantly inhibited the mRNA and protein expression of protein degradation markers, atrogin-1 and MuRF-1, in dose- and time-dependent manner. Taken together, our data suggest that ZJM is a potential functional candidate for muscle growth and strength by promoting myogenic differentiation.

• 대한임상검사과학회지
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• 제55권3호
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• pp.184-194
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• 2023

골격근은 대사, 열기반 온도 조절, 그리고 전반적인 체내 균형을 위해 필수적인 조직이고 근발생(myogenesis)이라는 다단계 과정을 거쳐서 근관세포를 형성한다. p-아니스알데하이드(p-anisaldehyde, PAA) (4-메톡시벤잘데하이드)는 아니스 씨에서 추출된 에센셜 오일의 주성분이지만, 골격근에서의 기능은 아직까지 알려져 있지 않다. 따라서, 우리는 마우스 C2C12 근육모세포를 이용하여 근육분화가 PAA에 의해 영향을 받는지를 연구하였다. C2C12 근육모세포의 분화를 유도하기 위해 이 세포를 분화배지에서 5일동안 배양하였고, 매일 PAA (50 또는 200 ㎍/mL)를 포함하는 새로운 배지로 교체하였다. 대조군으로서 PAA가 포함되지 않은 배지를 사용하였다. 우리는 분화시작 후 1, 3, 5일째에 근관세포의 길이와 지름을 측정함으로써 PAA가 근관 형성에 미치는 영향을 평가하였고, quantitative real-time polymerase chain reaction 분석을 통해 PAA가 근육 표지인자(myoblast determination protein 1, myogenin, myocyte enhancer factor 2C, muscle creatine kinase, 및 myosin heavy chain)와 근육위축 관련 유전자(atrogin-1과 muscle ring finger-1 [MuRF-1])의 발현에 미치는 영향을 분석하였다. 또한, 주요 근육형성 키나아제인 protein kinase B (Akt)의 인산화를 웨스턴 블롯을 이용해 관찰하였다. 그 결과 PAA가 더 작고 얇은 근관 형성을 유의하게 유발하며 근육 표지인자의 발현을 감소시킨다는 것을 확인하였다. 또한, atrogin-1과 MuRF-1의 발현이 PAA에 의해서 감소하였는데, 이는 Akt 인산화의 감소와 일치하는 결과이다. 결론적으로, 본 연구결과는 PAA가 Akt 인산화와 활성화를 감소시킴으로써 C2C12 세포에서의 근육 분화를 억제하는 역할을 한다는 것을 증명한다.