• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제9권4호
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• pp.209-213
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• 2005

Interstitial cells of Cajal (ICCs) are the pacemaker cells that generate slow waves in the gastrointestinal (GI) tract. In the present study, we investigated the effect of mitochondrial ATP-sensitive potassium (mitoKATP) channel on pacemaking activity in cultured ICCs from murine small intestine by using whole-cell patch clamp techniques. Under current clamp mode, at 10μM glibenclamide, there was no change in pacemaking activity of ICCs. At $30{\mu}M$ glibenclamide, an inhibitor of the ATP sensitive $K^+$ channels, we could find two examples. If pacemaking activity of ICCs was irregulating, pacemaking activity of ICCs was changed into regulating and if in normal conditions, membrane potential amplitude was increased. At $50{\mu}M$ glibenclamide, the resting membrane potential was depolarized. At 3mM 5-HDA, an inhibitor of the mitoKATP channels, inhibited the pacemaking activity of ICCs. Both the amplitude and the frequency were decreased. At 5 mM 5-HDA, both the amplitude and the frequency were completely abolished. Diazoxide, an opener of the mitoKATP channels, was applied to examine its effect on pacemaking activity of ICCs. At $50{\mu}M$ concentration, the pacemaking activity of ICCs was inhibited. Both the amplitude and the frequency were decreased. At 1 mM concentration, both the amplitude and the frequency were completely abolished and the resting membrane potential was shaked.These results indicate that mitoKATP channel has an important role in pacemaking activity of ICCs.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제8권2호
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• pp.95-100
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• 2004

Ischemic preconditioning (IPC) has been accepted as a heart protection phenomenon against ischemia and reperfusion (I/R) injury. The activation of ATP-sensitive potassium $(K_{ATP})$ channels and the release of myocardial nitric oxide (NO) induced by IPC were demonstrated as the triggers or mediators of IPC. A common action mechanism of NO is a direct or indirect increase in tissue cGMP content. Furthermore, cGMP has also been shown to contribute cardiac protective effect to reduce heart I/R-induced infarction. The present investigation tested the hypothesis that $K_{ATP}$ channels attenuate DNA strand breaks and oxidative damage in an in vitro model of I/R utilizing rat ventricular myocytes. We estimated DNA strand breaks and oxidative damage by mean of single cell gel electrophoresis with endonuclease III cutting sites (comet assay). In the I/R model, the level of DNA damage increased massively. Preconditioning with a single 5-min anoxia, diazoxide $(100\;{\mu}M)$, SNAP $(300\;{\mu}M)$ and 8-(4-Chlorophenylthio)-guanosine-3',5'-cyclic monophosphate (8-pCPT-cGMP) $(100\;{\mu}M)$ followed by 15 min reoxygenation reduced DNA damage level against subsequent 30 min anoxia and 60 min reoxygenation. These protective effects were blocked by the concomitant presence of glibenclamide $(50\;{\mu}M)$, 5-hydroxydecanoate (5-HD) $(100\;{\mu}M)$ and 8-(4-Chlorophenylthio)-guanosine-3',5'-cyclic monophosphate, Rp-isomer (Rp-8-pCPT-cGMP) $(100\;{\mu}M)$. These results suggest that NO-cGMP-protein kinase G (PKG) pathway contributes to cardioprotective effect of $K_{ATP}$ channels in rat ventricular myocytes.

• Nutrition Research and Practice
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• 제12권3호
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• pp.183-190
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• 2018

BACKGROUND/OBJECTIVE: This study was designed to investigate how a Portulaca oleracea L. extract (POE) stimulates insulin secretion in INS-1 pancreatic ${\beta}-cells$. MATERIALS/METHOD: INS-1 pancreatic ${\beta}-cells$ were incubated in the presence of various glucose concentrations: 1.1 or 5.6, 16.7 mM glucose. The cells were treated with insulin secretagogues or insulin secretion inhibitor for insulin secretion assay using an insulin ELISA kit. In order to quantify intracellular influx of $Ca^{2+}$ caused by POE treatment, the effect of POE on intracellular $Ca^{2+}$ in INS-1 pancreatic ${\beta}-cells$ was examined using Fluo-2 AM dye. RESULTS: POE at 10 to $200{\mu}g/mL$ significantly increased insulin secretion dose-dependently as compared to the control. Experiments at three glucose concentrations (1.1, 5.6, and 16.7 mM) confirmed that POE significantly stimulated insulin secretion on its own as well as in a glucose-dependent manner. POE also exerted synergistic effects on insulin secretion with secretagogues, such as L-alanine, 3-isobutyl-1-methylxanthine, and especially tolbutamide, and at a depolarizing concentration of KCl. The insulin secretion caused by POE was significantly attenuated by treatment with diazoxide, an opener of the $K{^+}_{ATP}$ channel (blocking insulin secretion) and by verapamil (a $Ca^{2+}$ channel blocker). The insulinotropic effect of POE was not observed under $Ca^{2+}$-free conditions in INS-1 pancreatic ${\beta}-cells$. When the cells were preincubated with a $Ca^{2+}$ fluorescent dye, Fluo-2 (acetoxymethyl ester), the cells treated with POE showed changes in fluorescence in red, green, and blue tones, indicating a significant increase in intracellular $Ca^{2+}$, which closely correlated with increases in the levels of insulin secretion. CONCLUSIONS: These findings indicate that POE stimulates insulin secretion via a $K{^+}_{ATP}$ channel-dependent pathway in INS-1 pancreatic ${\beta}-cells$.

• KSBB Journal
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• 제21권6호
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• pp.466-473
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• 2006

본 연구에서는 췌장 베타세포의 인슐린 분비 촉진 물질로 선별된 방선균 배양액에서 유래한 YHB-2017 (genistein)의 인슐린 분비 촉진 활성의 특성을 조사하고 그 작용 기전을 밝히고자 하였다. YHB-2017는 췌장소도에서 glucose 농도가 16 mM일 때 농도 의존적으로 인슐린 분비를 대조군에 비해 2배 이상 촉진시켰으며, 5.5 mM 이하의 glucose 농도에서는 인슐린 분비 촉진 활성이 거의 없는 것으로 나타났다. MIN6 세포를 이용한 YHB-2017의 인슐린 분비 촉진 활성 특성을 분석한 결과, PKA inhibitor (H89)에 의해서 활성이 저해되었으며, 세포막의 $K_{ATP}$ channel를 배제하고 단순히 칼슘이온을 최대로 세포내로 유입시킨 조건인 diazoxide ($200\;{mu}M$)와 KCI (35 mM)를 첨가한 경우에 YHB-2017는 인슐린 분비 촉진 활성을 나타내 $K_{ATP}$ channel-independent pathway를 통한 인슐린 분비 촉진 기전을 추정할 수 있었다. 베타세포의 단백질 인산화에 대한 영향을 조사한 결과 YHB-2017는 고농도 glucose 조건에서만 PKA 기질과 cAMP response element-binding protein (CREB)의 인산화를 증가시키는 것으로 나타났고, PKC 기질의 인산화에는 영향이 없었다. 또한, YHB-2017를 18시간동안 베타세포에 처리하였으나 인슐린 유전자 발현에는 영향을 주지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 YHB-2017는 기존의 sulphonylurea 계열 약물과는 다른 작용 기전에 의해 췌장 베타세포에서 인슐린 분비를 촉진시키며, 그 기전은 PKA경로를 통해 amplify 신호를 활성화시키는데 관여하는 것으로 추정된다.

• 고려인삼학회:학술대회논문집
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• 고려인삼학회 2007년도 춘계 학술대회
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• pp.23-24
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• 2007

Purpose: 인삼이 항당뇨 활성을 가진다는 연구가 많은 연구자들에 의해 진행되었고, 이는 인삼의 구성 성분 중 ginsenoside에 기인한다는 보고가 있다. 본 연구는 ginsenoside의 항당뇨 작용기전을 in vitro에서 알아보고자 3T3-L1 지방세포에서 glucose uptake와 췌장 베타세포인 HIT-T15 세포에서 insulin 분비 효과를 확인하였다. 이를 위하여 인삼을 식초로 처리한 긴삼의 70% MeOH 분획으로부터 protopanaxadiol 계인 ginsenoside $Rb_2$, $Rg_3$ 그리고 protopanaxtriol 계인 $Rg_2$를 분리하여 본 실험에 사용하였다. Method: Ginsenoside $Rb_2$, $Rg_2$, $Rg_3$가 지방 세포에서 glucose uptake에 미치는 효과를 확인하기 위하여 3T3-L1 세포를 DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) 배지에서 분화 유도시켰으며 3T3-L1 preadipocyte가 80% 정도 자라면 분화 유도 배지 (5% fetal bovine serum (FBS), 0.5 mM isobutylmethylxanthine (IBMX), 1 mM dexamethasone 그리고 $10{\mu}g/ml$ insulin가 포함된 DMEM)로 4일, $10{\mu}g/ml$ insulin가 포함된 DMEM으로 2일, FBS만 포함된 DMEM으로 2일 배양하여 총 8일 동안 분화를 유도하였다. 분화 유도된 3T3-L1 adipocytes 에 각각 $Rb_2$, $Rg_2$, $Rg_3$를 $20{\mu}M$로 처리하여 16시간 배양하여 low glucose DMEM에서 3시간 배양한 후에 $37^{\circ}C$에서 insulin 10 ng/ml 과 각각 $Rb_2$, $Rg_2$, $Rg_3$가 포함된 Krebs Ringer Hepes buffer(KRP buffer)에서 20분간 배양하였다. 2-deoxy-D-[$^3H$]-glucose를 넣고 10분 후에 차가운 PBS로 반응을 종결시켜 lysis buffer로 cell을 모은 후 scintillation counter를 이용하여 glucose를 측정하였다. Insulin 분비 효과는 HIT-T15 세포와 일차 배양한 흰쥐 소도세포(islets)를 사용하여 확인하였다. HIT-T15 세포는 24 well plate에 well 당 $2{\times}10^5$ 개씩 분주하여 24시간 동안 배양한 후 시료를 처리하였으며 소도 세포는 Sprague-Dawley rat의 췌장에 collagenase가 포함된 Hanks' Balanced Salt Solution(HBSS)을 주입하여 분리하고 islets을 얻었다. 분리한 소도세포를 $1{\sim}2$일 동안 배양하여 $Rb_2$, $Rg_2$, $Rg_3$가 각각 $20{\mu}M$의 농도로 첨가된 insulin 측정용 buffer인 Krebs-Ringer buffer (KRB+0.3% BSA, KRBB)에 $37^{\circ}C$에서 1시간 incubation 시킨 후 배양액으로 분비된 인슐린의 양을 측정하였다. 한편 ginsenoside의 인슐린 분비 촉진 기전을 알아보기 위한 실험에서는 ATP-sensitive $K^+$ channel opener인 diazoxide (0.5 mM)가 ginsenoside에 의해 촉진된 인슐린 분비를 억제하는지 살펴보았다. Result: glucose uptake assay 에서는 $Rg_2$가 가장 크게 glucose uptake를 증가시켰고 $Rb_2$, $Rg_3$는 그 활성이 크지 않았다. 한편 Insulin 분비 효과는 diol계인 $Rg_3$에서 용량 의존적으로 인슐린의 분비를 촉진시켰으며 $20{\mu}M$ 농도에서 대조군과 비교해 1.5배 이상의 분비 촉진 효과를 보였고 triol계인 $Rg_2$ 에서는 이러한 효과가 나타나지 않았다. $Rg_3$의 인슐린 분비 촉진 기전을 0.5 mM 의 diazoxide를 이용하여 확인한 결과 $Rg_3$에 의해 촉진된 인슐린 분비를 감소시켰다. 이로 미루어보아 $Rg_3$의 인슐린 분비 촉진 기전은 ATP-sensitive $K^+$ 채널의 봉쇄에 의한 것임을 확인할 수 있었다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제31권2호
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• pp.79-85
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• 2007

진세노사이드의 인슐린 분비 활성을 비교해 본 결과 PPD 계열 진세노사이드가 인슐린의 분비를 촉진하는 경향을 보였으며, 그 중에서도 CK의 인슐린 분비 촉진 효과가 가장 뛰어났다. CK는 RIN-m5F cell line과 일차 배양한 췌장 소도 세포에서 용량 의존적으로 인슐린의 분비를 촉진하였고 이러한 CK의 인슐린 분비 촉진 기전은 ATP-sensitive $K^+$ 채널의 봉쇄에 의한 것임을 확인하였다. H4IIE cell line에서 간 세포내 당신생과 관련된 효소의 발현을 측정한 결과 CK는 dexamethasone/cAMP에 의한 PEPCK 와 G6Pase의 발현을 억제하였다. 이로 미루어 볼 때, CK는 간에서 당의 신생을 억제하여 공복 시 혈당을 감소시킬 수 있음을 시사하였다. 또한 3T3-L1 cell line에서 TG의 함량과 $PPAR-{\gamma}$ 유전자의 발현에 미치는 영향을 살펴본 결과 CK는 $PPAR-{\gamma}$의 발현을 억제하여 결과 지방세포의 분화를 억제하였다. 결론적으로 CK는 췌장에서 ATP-sensitive $K^+$ channel을 봉쇄함으로 인슐린 분비를 촉진시키고 또한 간세포에서 당 신생을 억제함으로 식후 및 공복 시 혈당을 감소시킬 것으로 기대된다.

• 대한약리학회지
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• 제18권2호
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• pp.15-25
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• 1982

한국(韓國)에서 빈발(頻發)하는 뇌졸중증(腦卒中症) 환자(患者)의 혈장(血漿)에서 혈전형성(血栓形成)에 관계되는 인자(因子)들을 조사하고, in vitro로 sodium niroprusside의 혈소판(血少板)응집에 대(對)한 작용(作用)을 관찰(觀察)하여 뇌졸중증(腦卒中症) 응급시(應急時) 치료적응용(治療的應用)의 가능성(可能性)을 검토(檢討)하였다. 1) 뇌졸중증(脚卒中症) 환자(患者)의 혈장내(血漿內) 미세혈전형성(微細血栓形成)은 건강인(健康人)에 비(比)하여 유의(有意)하게 (p<0.001) 높았다. 2) 뇌졸중증(腦卒中症) 환자(患者)의 혈장내(血漿內) 과산화지질(過酸化脂質) 및 cathepsin D치(値)는 건강인(健康人)에서 보다 현저히 증가되어 있었다. 3) 건강인(健康人)의 혈소판(血少板)은 1 및 $2{\mu}M\;ADP$에 대(對)하여 2차반응(次反應)에서는 응집률(凝集率)이 감소(減少)된데 반(反)하여 뇌졸중증환자(腦卒中症患者)에서는 응집률(凝集率)이 항진(亢進)되었다. 4) $K^+-free\;PSS$, ouatain, 13-HPLA 및 Cd으로 전처치(前處置)한 소 뇌저동맥(腦底動脈), 토끼 대동맥(大動脈) 및 사람 제대동맥(臍帶動脈)은 혈소판응집률(血少板凝集率)을 증가(增加)시켰다. 그중 $K^+-free$에 처치(處置)한 것이 가장 강(强)하게 작용(作用)하였다. 5) Sodium nitropusside로 전처치(前處置)하였을 때 $K^+-free\;PSS$에 처치(處置)된 혈관(血管)에 의한 항응집반응(向凝集反應)은 용량(用量)에 의존(依存)하여 현저(顯著)히 억제(抑制)되었으며 hydralazine이나 diazoxide에 의하여는 아무런 작용(作用)을 받지 아니하였다. 6) Dibutyryl cyclic AMP 및 8-bromo cyclic GMP 모두 혈소판응집률(血小板凝集率)을 감소시켰고, 후자(後者)는 전자(前者)에 비(比)하여 월등(越等)히 현저(顯著)하였다. sodium nitroprusside에 의한 항응집률(抗凝集率)은 methylene blue 전처치(前處置)에 의하여 길항(拮抗)되었으나, bovine hemoglobin전처치에 의하여는 영향(影響)을 받지 아니하였다. 이상(以上)의 성적(成績)을 종합(綜合)하면, 뇌졸중증(腦卒中症)때, 특히 뇌혈전증(腦血栓症)의 응급치료시(應急治療時) sodium nitroprusside의 응용(應用)이 가능(可能)하다고 사료(思料)되며, 이에 대(對)하여 임상적(臨床的) 치료(治療)가 기대되는 바이다.