• 생명과학회지
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• 제26권7호
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• pp.758-763
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• 2016

본 연구에서는 C2C12 근육 세포의 분화 과정에 있어 IGF-I이 지방산의 수송을 담당하는 지방산 수송체인 FAT/CD36의 mRNA 및 단백질 발현에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 그 결과 근육세포의 분화 과정에 있어 FAT/CD36의 단백질과 mRNA 발현이 분화 시간 의존적으로 유의하게 증가하였으며, IGF-I의 처리에 의해서도 유의하게 조절되었음을 알 수 있었다. 이는 IGF-I이 골격근 세포의 성장 및 분화를 촉진하여 근육 관련 유전자들의 발현을 조절하는 기능뿐만 아니라, 골격근의 주요 에너지원으로 사용되는 지방산의 수송을 담당하는 FAT/CD36의 발현에도 영향을 미친다는 것으로 해석할 수 있겠다. 향후 IGF-I이 골격근 세포에서 FAT/CD36의 발현에 영향을 미침으로써 골격근의 지방산 흡수와 산화율을 조절하는지, 그에 따라 지방대사에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요할 것이며, 이와 관련된 신호전달 체계 및 기전에 대한 연구도 진행 되어야 할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제22권12호
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• pp.1651-1657
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• 2012

본 연구에서는 C2C12 근육 세포에서 IGF-I이 세포골격 연결 단백질인 plectin과 MACF1 유전자 발현에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 그 결과 IGF-I이 plectin 유전자의 단백질과 mRNA 발현을 증가시켰으며, MACF1 mRNA 발현을 증가시켰음을 알 수 있었다. 이는 운동에 의해 근육에서 분비가 증가하는 IGF-I이 근육 관련 유전자들의 발현을 조절하여 근부피 유지에 영향을 미친다는 기존의 연구 결과들에서 더 나아가 골격근 구조 안정화 및 근수축 기전에 기여하는 plectin과 MACF1 유전자 발현에도 영향을 미친다는 사실을 증명하였다는데 의의가 있다고 사료된다. 향후 근수축 기전에 있어, 운동 형태, 근섬유의 종류에 따른 세포 골격 단백질의 역할 규명 및 조절자에 관한 연구가 더 수행된다면 운동이 골격근의 생리적 변화에 미치는 영향에 대한 추가적 정보를 제공할 수 있을 것이다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제60권4호
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• pp.373-381
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• 2017

Hippocampus abdominalis, the big belly sea horse, is widely known for its medicinal value in Chinese folk medicine. In this study, extract obtained by proteolytic degradation of this species was investigated for its effects on skeletal muscle development, both in vitro and in vivo. Muscle cell lines ($C_2C_{12}$ and $L_6$) treated with the bioactive peptide did not have any detrimental effects on the cell viability, which was above 80%. Optical microscopy analysis on the morphology of the sea horse extract (SHE)-treated cells showed enhanced differentiating ability with myotube formation. Moreover, cells incubated with the hydrolysate displayed decreased proliferation rate, as recorded by the electric cell substrate impedance sensing system, thereby supporting enhanced differentiation. For a period of 12 weeks, mice models were fed with SHE and simultaneously subjected to treadmill exercise, which increased the expression of Myogenin, a key myogenic regulatory factor. In addition, there was an increase in the expression of AMPK- and Cytochrome C, both of which are important in mitochondrial biogenesis. Thus, the SHE from Hippocampus abdominalis can be a promising candidate as protein supplement aiding muscle development.

• 생약학회지
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• 제46권4호
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• pp.321-326
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• 2015

The prevalence of diabetes mellitus continues to rise alarmingly because of industrialization of society. The aim of this study was to investigate the antidiabetic effects of black ginseng extract (BGE) which was performed panax ginseng. First we examined the inhibitory effects of BGE on ${\alpha}$-glucosidase. But there was no practical effects in our observations. We, also, investigate the effects of BGE on glucose uptake of skeletal muscle using 2-NBDG in $C_2C_{12}$ myotube. BGE significantly improved the glucose uptake considered as a lowered blood glucose level. Effects of GBG05-FF on fasting blood glucose and glycated hemoglobin (HbA1c) were investigated in streptozotocin (STZ)-induced diabetic mouse. After injection of STZ, fasting blood glucose and glycated hemoglobin rapidly increased. But STZ-induced diabetic mouse treated with GBG05-FF significantly reduced the level of fasting blood glucose and HbA1c. This results showed that supplementation of BGE improve the diabetic parameters and BGE have a potentiality as a functional food for Diabetes mellitus.

• Journal of Ginseng Research
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• 제43권3호
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• pp.475-481
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• 2019

Background: The ginsenoside Rg1 has been shown to exert various pharmacological activities with health benefits. Previously, we have reported that Rg1 promoted myogenic differentiation and myotube growth in C2C12 myoblasts. In this study, the in vivo effect of Rg1 on fiber-type composition and oxidative metabolism in skeletal muscle was examined. Methods: To examine the effect of Rg1 on skeletal muscle, 3-month-old mice were treated with Rg1 for 5 weeks. To assess muscle strength, grip strength tests were performed, and the lower hind limb muscles were harvested, followed by various detailed analysis, such as histological staining, immunoblotting, immunostaining, and real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction. In addition, to verify the in vivo data, primary myoblasts isolated from mice were treated with Rg1, and the Rg1 effect on myotube growth was examined by immunoblotting and immunostaining analysis. Results: Rg1 treatment increased the expression of myosin heavy chain isoforms characteristic for both oxidative and glycolytic muscle fibers; increased myofiber sizes were accompanied by enhanced muscle strength. Rg1 treatment also enhanced oxidative muscle metabolism with elevated oxidative phosphorylation proteins. Furthermore, Rg1-treated muscles exhibited increased levels of anabolic S6 kinase signaling. Conclusion: Rg1 improves muscle functionality via enhancing muscle gene expression and oxidative muscle metabolism in mice.

• Nutrition Research and Practice
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• 제16권1호
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• pp.14-32
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• 2022

BACKGROUND/OBJECTIVES: Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma co-activator-1α (PGC-1α) has a central role in regulating muscle differentiation and mitochondrial metabolism. PGC-1α stimulates muscle growth and muscle fiber remodeling, concomitantly regulating lactate and lipid metabolism and promoting oxidative metabolism. Gynostemma pentaphyllum (Thumb.) has been widely employed as a traditional herbal medicine and possesses antioxidant, anti-obesity, anti-inflammatory, hypolipemic, hypoglycemic, and anticancer properties. We investigated whether G. pentaphyllum extract (GPE) and its active compound, gypenoside L (GL), affect muscle differentiation and mitochondrial metabolism via activation of the PGC-1α pathway in murine C2C12 myoblast cells. MATERIALS/METHODS: C2C12 cells were treated with GPE and GL, and quantitative reverse transcription polymerase chain reaction and western blot were used to analyze the mRNA and protein expression levels. Myh1 was determined using immunocytochemistry. Mitochondrial reactive oxygen species generation was measured using the 2'7'-dichlorofluorescein diacetate assay. RESULTS: GPE and GL promoted the differentiation of myoblasts into myotubes and elevated mRNA and protein expression levels of Myh1 (type IIx). GPE and GL also significantly increased the mRNA expression levels of the PGC-1α gene (Ppargc1a), lactate metabolism-regulatory genes (Esrra and Mct1), adipocyte-browning gene fibronectin type III domain-containing 5 gene (Fndc5), glycogen synthase gene (Gys), and lipid metabolism gene carnitine palmitoyltransferase 1b gene (Cpt1b). Moreover, GPE and GL induced the phosphorylation of AMP-activated protein kinase, p38, sirtuin1, and deacetylated PGC-1α. We also observed that treatment with GPE and GL significantly stimulated the expression of genes associated with the anti-oxidative stress response, such as Ucp2, Ucp3, Nrf2, and Sod2. CONCLUSIONS: The results indicated that GPE and GL enhance exercise performance by promoting myotube differentiation and mitochondrial metabolism through the upregulation of PGC-1α in C2C12 skeletal muscle.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.355-363
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• 2009

비정상적인 미토콘드리아에 의해 산화 스트레스가 증가하면 세포내 신호전달 및 유전자 발현에 손상을 일으켜 인슐린 저항성이나 당뇨병 등의 여러 질환들을 유발한다. 그런데 자식작용은 산화 스트레스로 기능이 저하된 미토콘드리아를 제거하여 인슐린 저항성 등을 억제해준다. 한편 운동도 미토콘드리아 생합성을 강화시켜 조직의 기능저하나 퇴행을 회복시켜준다. 따라서 운동과 자식작용이 서로 연관되어 미토콘드리아 생합성을 유도하는 신호체계로 작용할 가능성이 있고, 이 연구를 통해 운동 혹은 AICAR (aminoimidazole-4-carboxamide-1-${\beta}$-D-ribofuranoside)처치로 활성 화된 AMPK(5'-AMP- activated protein kinase) 신호전달체계가 미토콘드리아 생합성을 증가시키는 경로에 자식작용이 관여하는지의 여부를 확인하고자 하였다. 연구결과에 따르면, 6시간의 급성운동으로 쥐의 골격근에서 PGC-1(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1)과 mtTFA (mitochondrial transcription factor A)의 mRNA 발현이 유의하게 증가하였다. 하지만 자식작용 표지제인 LC3(microtubule-associated proteinl light chain 3)의 mRNA 발현은 증가경향을 나타냈지만 유의하지 않았다. 한편 C2C12 근세포에서도 AICAR 처치에 의해 PGC-1, mtTFA mRNA 발현이 모두 증가하였지만, 이러한 증가는 LC3 SiRNA에 의해서 억제되지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 통해 자식작용은 AMPK에 의해 조절되는 신호전달 전달체계와는 다른 경로로 미토콘드리아 생합성에 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.1036-1045
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• 2023

골격근량과 근력의 점진적인 감소를 특징으로 하는 근감소증은 고령화 인구에서 중요한 문제이다. 본 연구는 콩잎 추출물(Soybean Leaf extracts, SL)의 덱사메타손으로 유도된 근위축에 대한 치료적 가능성을 세포 및 동물 모델에서 조사하였다. 세포 실험 결과, SL은 C2C12 근섬유의 형태, 밀도 및 크기가 보존되어 통계적으로 유의미한 수준으로 덱사메타손에 의해 유발된 근위축을 완화하는 것으로 나타났다. 또한, SL 처리는 주요 근육 위축 조절 인자인 muscle RING-finger protein-1 (MuRF1)과 muscle atrophy F-box (MAFbx)의 발현을 mRNA 및 단백질 수준 모두에서 유의하게 하향 조절하였다. 마우스 모델에서 SL 투여는 특히 덱사메타손으로 인한 체중 감소와 근육 소모를 상쇄하여 비복근과 전경골근의 근육량을 보존하는 것으로 나타났다. 기능적으로도 SL을 투여한 마우스는 악력과 트레드밀 지구력이 향상되어 근육 성능이 개선되었다. 또한 SL은 골격근에서 근위축 관련 단백질인 MAFbx의 발현을 억제하여 덱사메타손 유도 근위축에 대한 보호 역할을 보여주었다. 이러한 연구 결과를 종합해 볼 때 SL은 근감소증과 같은 근육 소모 질환을 개선할 수 있는 유망한 천연 치료제가 될 수 있음을 시사한다.

• 디지털융복합연구
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• 제18권12호
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• pp.585-594
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• 2020

현재 노화와 관련된 퇴행성 근육 질환은 심각한 문제로 간주되고 있으나 근육 감소증의 치료 및 예방에 대한 약물 효과는 충분히 연구되지 않다. 이에 중국 전통차인 보이차의 추출물을 근육 감소증의 증상을 완화하기 위한 치료제로서 가치를 평가하고자 하였다. 본 실험에서는 이를 평가하기 위하여 ABTS 분석, MTS 분석, 면역 블롯 분석, 면역 형광 현미경법을 수행하였다. 보이차 추출물은 우수한 라디칼 소거 능을 나타냈으며, 또한 근관을 형성하는 Myh3의 발현이 촉진시켰고, 근관 형성을 증진시켰다. 따라서 보이차는 근육생성을 촉진하는 천연 물질이며 근감소증을 포함한 다양한 근육 질환의 예방 및 치료에 대한 제약 연구의 재료로 가치가 있음을 시사하며, 보이차의 구체적인 지표물질을 확인하고 이에 대한 추가연구가 필요할 것으로 보인다.

• 대한의생명과학회지
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• 제13권4호
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• pp.251-261
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• 2007

A myofiber of skeletal muscle is composed of myofibrils, sarcolemma (plasma membrane), and constameres, which anchor the myofibrils to the sarcolemma. Achvillin is a recently identified F-actin binding muscle protein, co-isolates with dystrophin and caveolin-3 in low-density sarcolemma of striated muscle, and colocalizes with dystrophin at costameres, the specialized adhesion sites in muscle. Archvillin also binds to nebulin and localizes at myofibrillar Z-discs, the lateral boundaries of the sarcomere in muscle. However other roles of archvillin on the dynamics of myofibrillogenesis remain to be defined. The goal of this study is, by using siRNA-mediated gene silencing technique, to investigate the effect of archvillin on the dynamics of myofibrillogenesis in cell culture of a mouse skeletal myogenic cell line (C2C12), where presumptive myoblasts withdraw from the cell cycle, fuse, undergo de novo myofibrillogenesis, and differentiate into mature myotubes. The roles of archvillin in the assembly and maintenance of myofibril and during the progression of myofibrillogenesis induced in skeletal myoblast following gene silencing in the cell culture were investigated. Fluorescence microscopy demonstrated that the distribution of archvillin was changed along the course of myofibril assembly with nebulin, vinculin and F-actin and then located at Z-lines with nebulin. Fluorescence microscopy demonstrated that knockdown of mouse archvillin expression led to an impaired assembly of new myofibrillar clusters and delayed fusion and myofibrillogenesis although the mouse archvillin siRNA did not affect those expressions of archvillin binding proteins, such as nebulin and F-actin. This result is corresponded with that of RT-PCR and western blots. When the perturbed archvillin was rescued by co-transfection with GFP or Red tagged human archvillin construct, the inhibited cell fusion and myotube formation was recovered. By using siRNA technique, archvillin was found to be involved in early stage of myofibrillogenesis. Therefore, the current data suggest the idea that archvillin plays critical roles on cell fusion and dynamic myofibril assembly.