• Journal of Ginseng Research
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• 제45권1호
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• pp.86-97
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• 2021

Background: Panax ginseng Meyer has been used as a nourishing edible herb in East Asia for thousands of years. 25-OH-PPT was first discovered as a natural rare triterpenoid saponin in ginseng stems and leaves by our group. Research found that it showed strong inhibitory effects on α-glucosidase and protein tyrosine phosphatase 1B, and protected cardiocytes (H9c2) through PI3K/Akt pathway. Methods: In the research, in order to optimize the 25-OH-PPT enrichment process, optimal macroporous resins and optimal purification conditions were studied. Meanwhile, the hypoglycemic effect and mechanism of 25-OH-PPT were evaluated by using STZ to establish insulin-dependent diabetic mice and the spontaneous type 2 diabetes DB/DB mice. Results and Conclusion: Research found that 25-OH-PPT can reduce blood glucose and enhance glucose tolerance in STZ model mice. It increases insulin sensitivity by upregulating GLUT4 and AMPK in skeletal muscle, and activating insulin signaling pathways. In DB/DB mice, 25-OH-PPT achieves hypoglycemic effects mainly by activating the insulin signaling pathway. Meanwhile, through the influence of liver inflammatory factors and lipids in serum, it can be seen that 25-OH-PPT has obvious anti-inflammatory and lipid-lowering effects. These results provide new insights into the study of ginseng as a functional food.

• Nutrition Research and Practice
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• 제9권1호
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• pp.22-29
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• 2015

BACKGROUND/OBJECTIVES: Recently, anthocyanins have been reported to have various biological activities. Furthermore, anthocyanin-rich purple corn extract (PCE) ameliorated insulin resistance and reduced diabetes-associated mesanginal fibrosis and inflammation, suggesting that it may have benefits for the prevention of diabetes and diabetes complications. In this study, we determined the anthocyanins and non-anthocyanin component of PCE by HPLC-ESI-MS and investigated its anti-diabetic activity and mechanisms using C57BL/KsJ db/db mice. MATERIALS/METHODS: The db/db mice were divided into four groups: diabetic control group (DC), 10 or 50 mg/kg PCE (PCE 10 or PCE 50), or 10 mg/kg pinitol (pinitol 10) and treated with drugs once per day for 8 weeks. During the experiment, body weight and blood glucose levels were measured every week. At the end of treatment, we measured several diabetic parameters. RESULTS: Compared to the DC group, Fasting blood glucose levels were 68% lower in PCE 50 group and 51% lower in the pinitol 10 group. Furthermore, the PCE 50 group showed 2-fold increased C-peptide and adiponectin levels and 20% decreased HbA1c levels, than in the DC group. In pancreatic islets morphology, the PCE- or pinitol-treated mice showed significant prevention of pancreatic ${\beta}$-cell damage and higher insulin content. Microarray analyses results indicating that gene and protein expressions associated with glycolysis and fatty acid metabolism in liver and fat tissues. In addition, purple corn extract increased the phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK) and decreased phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), glucose 6-phosphatase (G6pase) genes in liver, and also increased glucose transporter 4 (GLUT4) expressions in skeletal muscle. CONCLUSIONS: Our results suggested that PCE exerted anti-diabetic effects through protection of pancreatic ${\beta}$-cells, increase of insulin secretion and AMPK activation in the liver of C57BL/KsJ db/db mice.

• 운동영양학회지
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• 제16권2호
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• pp.65-71
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• 2012

Oxygen is the final acceptor of electron transport from fat and carbohydrate oxidation, which is the rate-limiting factor for cellular ATP production. Under altitude hypoxia condition, energy reliance on anaerobic glycolysis increases to compensate for the shortfall caused by reduced fatty acid oxidation [1]. Therefore, training at altitude is expected to strongly influence the human metabolic system, and has the potential to be designed as a non-pharmacological or recreational intervention regimen for correcting diabetes or related metabolic problems. However, most people cannot accommodate high altitude exposure above 4500 M due to acute mountain sickness (AMS) and insulin resistance corresponding to a increased levels of the stress hormones cortisol and catecholamine [2]. Thus, less stringent conditions were evaluated to determine whether glucose tolerance and insulin sensitivity could be improved by moderate altitude exposure (below 4000 M). In 2003, we and another group in Austria reported that short-term moderate altitude exposure plus endurance-related physical activity significantly improves glucose tolerance (not fasting glucose) in humans [3,4], which is associated with the improvement in the whole-body insulin sensitivity [5]. With daily hiking at an altitude of approximately 4000 M, glucose tolerance can still be improved but fasting glucose was slightly elevated. Individuals vary widely in their response to altitude challenge. In particular, the improvement in glucose tolerance and insulin sensitivity by prolonged altitude hiking activity is not apparent in those individuals with low baseline DHEA-S concentration [6]. In addition, hematopoietic adaptation against altitude hypoxia can also be impaired in individuals with low DHEA-S. In short-lived mammals like rodents, the DHEA-S level is barely detectable since their adrenal cortex does not appear to produce this steroid [7]. In this model, exercise training recovery under prolonged hypoxia exposure (14-15% oxygen, 8 h per day for 6 weeks) can still improve insulin sensitivity, secondary to an effective suppression of adiposity [8]. Genetically obese rats exhibit hyperinsulinemia (sign of insulin resistance) with up-regulated baseline levels of AMP-activated protein kinase and AS160 phosphorylation in skeletal muscle compared to lean rats. After prolonged hypoxia training, this abnormality can be reversed concomitant with an approximately 50% increase in GLUT4 protein expression. Additionally, prolonged moderate hypoxia training results in decreased diffusion distance of muscle fiber (reduced cross-sectional area) without affecting muscle weight. In humans, moderate hypoxia increases postprandial blood distribution towards skeletal muscle during a training recovery. This physiological response plays a role in the redistribution of fuel storage among important energy storage sites and may explain its potent effect on changing body composition. Conclusion: Prolonged moderate altitude hypoxia (rangingfrom 1700 to 2400 M), but not acute high attitude hypoxia (above 4000 M), can effectively improve insulin sensitivity and glucose tolerance for humans and antagonizes the obese phenotype in animals with a genetic defect. In humans, the magnitude of the improvementvaries widely and correlates with baseline plasma DHEA-S levels. Compared to training at sea-level, training at altitude effectively decreases fat mass in parallel with increased muscle mass. This change may be associated with increased perfusion of insulin and fuel towards skeletal muscle that favors muscle competing postprandial fuel in circulation against adipose tissues.

• 한국식품영양학회지
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• 제26권4호
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• pp.806-813
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• 2013

본 연구는 짚신나물 열수 추출물의 ${\alpha}$-glucosidase 저해 활성을 측정하고, 분화된 근육세포에서 glucose 이용과 인슐린 신호전달에 미치는 영향을 분석하였다. 짚신나물 열수 추출물($10mg/m{\ell}$)은 ${\alpha}$-glucosidase 활성을 67% 저해하였으며, 같은 농도의 양성대조구인 acarbose(63%)와 유사한 저해 효과를 보였다. 짚신나물 열수 추출물이 ${\alpha}$-glucosidase에 의한 단당류 생성을 저해함으로 식사 후 혈당이 급격히 상승하는 것을 억제하는데 효과적인 소재로 이용 가능성을 확인하였다. 또한 근육세포에서 인슐린 저항성을 유발하기 위해 지방산(1 mM, palmitic acid)를 처리하였고, glucose의 세포내 유입이 감소되는 것을 확인하였다. 지방산 처리 세포 모델에서 짚신나물 열수 추출물($10{\mu}g/m{\ell}$)은 glucose 이용을 유의적으로 회복시켜 주었다. Normal 상태의 배양조건에서 근육세포의 포도당 이용능은 짚신나물 열수 추출물($100{\mu}g/m{\ell}$) 처리에 의해 유의적으로 증가하였다. 근육세포 내로 glucose 유입은 운반 단백질인 Glut4를 통해 이루어지며, 이것은 인슐린이 신호전달을 통해 조절한다. 짚신나물 열수 추출물의 세포 내 glucose 이용 증가 효과는 인슐린 신호전달 관련 분자인 Akt 유전자와 단백질 발현을 증가시킨 것과 관련되는 것으로 추정된다. 결론적으로, 짚신나물 열수 추출물은 소화기관에서의 탄수화물 흡수 저해와 근육세포 내 glucose 이용 증가를 통해 혈당 조절 및 당 대사 개선에 긍정적인 영향을 미치고 있음을 확인하였다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제27권2호
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• pp.72-77
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• 2003

10월 초에 채굴한 6년근 수삼을 4$^{\circ}C$$\pm$1$^{\circ}C$, RH 87∼92%에 10주간 저장하면서 1주 간격으로 시료 채취하여 동결건조 인삼과 홍삼을 제조하여 성분변화를 비교조사 하였다. 총당은 저장기간의 경과에 따라 홍삼은 약간 감소하였고, 환원당은 증가하여 저장전 1.48%에서 10주째는 23.33%였다. 유리당은 홍삼에서 fructose는 증가하였으나 glucose와 sucrose 는 증가후 감소하였고 maltose는 6.62%에서 점차 감소하였으며, 동결건조인삼은 fructose, glucose, sucrose 모두 증가하여 특히 sucrose는 저장전 10.96%에서 7주째는 24.38%로 증가하였고 maltose는 검출되지 않았다. 물추출물의 수율은 7 $.$ 8주째가 약간 높았고, pH는 3 $.$ 4주째가 약간 높았으며. 탁도는 동결건조인삼은 변화가 없으나 홍삼은 감소하였다. 비수용성 단백질은 홍삼에서 검출되지 않았으며 동결건조인삼은 저장기간의 경과에 따라 비수용성단백질은 감소하고 수용성단백질은 증가하는 경향을 보였다. 페놀화합물은 홍삼과 동결건조인삼에서 각각 저장 7주와 9째 가장 높았으나 그 양은 홍삼이 높았다. 비휘발성유기산은 동결건조인삼과 홍삼 모두 citric acid는 감소하였고, glutamic acid와 pyruvic acid는 동결건조인삼에서 미량이었으나 홍삼은 최고 37 $\mu$g/g과 592 $\mu$g/g이 검출되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제22권12호
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• pp.1654-1660
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• 2009

This study was conducted to investigate the effects of different fattening periods i.e. 25, 27 and 29 months of age (25 mo, 27 mo and 29 mo), on feed consumption, body weight gain, carcass parameters, and lipogenic gene expression in 45 Korean native steers (Hanwoo). Daily DM intake was higher in steers on 29 mo compared with those on 25 mo or 27 mo. Daily body weight gain was higher in steers on 25 mo compared with those on 27 mo or 29 mo during fattening and overall experimental periods. Therefore, feed conversion ratio was lower in 25 mo compared with 27 mo or 29 mo during the fattening and whole experimental periods. As expected, slaughter and carcass weights were higher in the order of 29 mo>27 mo>25 mo. Carcass yield grade was relatively lower in 29 mo reflecting higher back fat thickness compared with other treatments, while carcass quality grade was not largely influenced by the treatments. By investigation with an ultra-sound scanning technique, the marbling score was significantly and numerically higher in 25 mo compared with 27 mo or 29 mo. The mRNA levels of stearoyl-CoA desaturase (SCD) gene were gradually increased in the late fattening stages (p<0.01) and mRNA of acetyl-CoA carboxylase (ACC), ATP citrate lyase (ACL) and glucose transporter 4 (GLUT4) gene were highly expressed in 29 mo compared with 25 mo and 27 mo (p<0.05). However, gene expressions of adipocyte fatty acid binding protein 4 (FABP4) and lipoprotein lipase (LPL) were not significantly different among the treatments. Thus the present results indicated that different fattening period has no major effect on carcass characteristics, although 25 mo had a lower carcass weight compared with 27 mo or 29 mo.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제14권1호
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• pp.53-66
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• 1997

인슐린 저항성이란 인슐린의 생물학적 효과가 감소하는 상태를 말하며 당뇨병의 중요한 병리기전이다. 인슐린 저항성은 매우 다양한 특성을 가지고 있으며 유전적인 요인이나 후천적인 요인에 의하여 발생한다. 이제까지 가장 잘 알려진 인슐린 저항성의 유발인자로는 고혈당과 고인슐린증이 있다. 장기간의 고혈당이나 고인슐린증은 가장 중요한 인슐린의 작용조직인 골격근에서 인슐린 수용체의 결합능을 감소시키고 당섭취에 필요한 제 4형 당수송체의 발현을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이들 인자는 모두 골격근에서 당섭취를 증가시키는 것으로서 인슐린 저항성은 말초조직이 세포내로의 과도한 영양소 섭취를 방지하기 위하여 작동시키는 조절기전일 가능성을 생각할 수 있다. 본 연구에서는 단기간의 당섭취 증가가 더 이상의 당섭취를 억제할 수 있는지를 평가하고 그 기전을 규명하고자 흰쥐에서 2시간 동안 다양한 조건으로 당섭취를 유도하고 1 시간의 휴식기간을 가진 후 인슐린 예민도를 측정하고 골격근을 분리하여 인슐린 수용체와 제 4 형 당수송체를 분석하여 당섭취량과 인슐린 감수성과의 상관관계를 규명하고 인슐린 수용체 결합능과 제 4형 당수송체량을 비교하였다. 실험군은 hyperinsulinemic glucose clamp 전에 시행한 당섭취의 조건으로써 5개 군으로 구분하였다. 제 I 군은 대조군으로 생리식염수만 주입하여 기초상태의 인슐린 농도와 혈당을 유지하였으며, 제 II 군은 somatostatin과 포도당을 주입하여 정상 인슐린농도와 고혈당을 유지하였으며, 제 III 군은 포도당을 주입하여 고인슐린증과 고혈당을 유지하였고, 제 IV 군은 인슐린(100 mU/kg/min)과 포도당을 주입하여 초고인슐린증(${\sim}4000{\mu}U/ml$)과 정상혈당(~100 mg/dl)으로 유지하였으며, 그리고 제 V 군은 인슐린과 포도당을 주입하여 초고인슐린증과 고혈당(~200 mg/dl)을 유지하였다. 체중, 공복시 혈당 및 인슐린 농도는 각 군 간에 유의한 차이가 없었다. Hyperinsulinemic euglycemic clamp 전에 주입한 포도당의 총량(gm/kg)은 제 II 군이 $1.88{\pm}0.151$, 제 III 군이 $2.69{\pm}0.239$, 제 IV 군이 $3.54{\pm}0.198$, 그리고 제 V 군이 $4.32{\pm}0.621$이었다. Hyperinsulinemic euglycemic clamp의 평형상태 당제거율(mg/kg min)은 제 I 군이 $16.9{\pm}1.74$, 제 II 군이 $13.5{\pm}0.53$, 제 III 군이 $11.2{\pm}0.52$, 제 IV 군이 $13.2{\pm}0.92$, 그리고 제 V 군이 $10.4{\pm}0.41$로 전체 군 간에 유의한 차이가 있었으며(p<0.001) 각 군간의 비교에서 제 II, III, IV, V 군의 값이 제 I 군에 비하여 유의하게 낮았다 (p<0.05). 전체 실험동물에서 포도당 주입량과 당제거율 사이에 역상관관계 (r=-0.701, p<0.001)를 보였다. 인슐린 수용체 결합과 Western blot으로 분석한 제 4형 당수송체량은 각 군 간에 유의한 차이가 없었다. 이상의 결과로 미루어 단기간의 당섭취 증가가 더이상의 당섭취를 억제할 수 있으나 인슐린 수용체 결합과 제 4형 당수송체의 숫적 감소없이 발생하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제48권4호
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• pp.299-309
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• 2015

기존 연구에서 주로 사용하는 기타 재래종 검정콩 종피추출물 (콩단백질 혹은 총 안토시안)의 효과를 연구하는 경우와 달리, 본 연구에서는 재래종 서리태보다 C3G와 D3G 안토시안이 2배 이상 풍부한 검정콩 CJ-3호 종피추출물을 이용하였다. STZ로 유도된 당뇨쥐에 4주간 검정콩 CJ-3호 종피추출물을 처치한 결과 비록 체중감소, 혈당강하, 인슐린저항성 완화 등의 효과는 미비하지만 근육량이 유의적으로 증가하였는데 이는 일반적으로 항비만 식이요법에 따라 나타나는 근육소모를 보완하는 중요한 효과이다. STZ유도 당뇨 쥐에서 억제된 글리코겐이용률이 검정콩 CJ-3호 종피추출물에 의하여 증가한 것은 포도당이 에너지원으로 사용되면서 지방조직의 지질이용률을 억제하여 혈중 TG를 개선시켰고 간에서 HMG-CoA reductase 활성을 조절함으로써 혈청 TC를 낮추는데 기여하였다. 4주간의 투여기간을 연장한다면 향후 당뇨에서 발생하는 인슐린저항성 및 당화적 산화성억제에 따른 지질의 과산화물의 생성을 억제할 수 있는 가능성도 기대할 수 있겠다. 또한 검정콩 CJ-3호는 병 저항성이 높고 종실특성이 우수한 녹자엽 검정콩으로 생산성이 높아서 기능성에 대한 반복 실험을 확인한다면 기능성식품시장의 산업화도 가능하다. 따라서 C3G와 D3G 안토시안이 풍부한 기능성 식품의 경우 당뇨, 비만 및 암 등 난치병질환에서 나타나는 혈중지질 개선을 위한 임상적 효과 또한 기대해 볼 수 있겠다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1179-1191
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• 2019

암세포는 epithelial mesenchymal transition (EMT)를 통해 tumor invasion과 metastasis가 일어나며, 또한 정상세포와 다른 oncogenic metabolic phenotypes 획득 즉, glycolytic switch 등이 암 발생과 진행에 깊이 연관되어 있음이 잘 알려져 있다. High-mobility group box 1 (HMGB1)은 chromatin-associated nuclear protein으로 알려져 있으나, dying cells 또는 immune cells로부터 방출되기도 한다. 방출된 HMGB1은 damage-associated molecular pattern (DAMP)로서 작용하여 EMT 및 invasion, metastasis를 유도함으로서 tumor progression에 기여한다고 알려졌다. 본 연구에서 HMGB1에 의해 EMT와 glycolytic switch 유도되며, 이 과정은 Snail 의존적임을 확인하였다. 또한 HMGB1/Snail cascade는 COX subunits인 COXVIIa와 COXVIIc의 발현 억제를 통해 mitochondrial repression과 cytochrome c oxidase (COX) inhibition을 유도하였다. HMGB1은 Snail를 통해 glycolytic switch의 주요 효소인 hexokinase 2 (HK2), phosphofructokinase-2/fructose-2,6-bisphosphatase 2 (PFKFB2), phosphoglycerate mutase 1 (PGAM1)의 발현을 증가시켰다. 이들 효소는 glycolytic switch에 중요하게 관여하는 것으로 알려져 있다. 이들 해당과정의 효소들을 knockdown한 결과 HMGB1에 의한 EMT를 억제함으로써 glycolysis와 HMGB1-induced EMT가 밀접하게 연관되어 있을 제시하였다. 이상의 연구 결과들은 HMGB1/Snail cascade가 EMT 및 glycolytic switch, mitochondrial repression에 중요하게 작용할 것임을 시사한다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제47권1호
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• pp.12-22
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• 2014

본 연구에서는 Aspergillus oryzae CF1001 균주를 이용하여 잡곡당화음료 개발조건의 최적화와 향기성분을 분석하고 항당뇨 활성을 확인하고자 하였다. 중심합성실험계획법에 의해 당화온도 $50.71^{\circ}C$, 호화시간 45.12분이 최적 당화조건으로 선정되었으며, 당화온도가 호화시간에 비하여 $Brix^{\circ}$ 증가에 더 많은 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 잡곡당화음료의 휘발성 향기성분은 33가지 동정성분과 29가지의 미지 성분이 분석되었다. 소장 내 당흡수와 관련된 ${\alpha}$-glucosidase 활성억제능은 농도 의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. HepG2 세포의 glucose uptake 활성을 확인한 결과, 인슐린에 관계없이 glucose uptake가 증가하였으며, 관련 단백질인 GLUT-2, -4의 발현 또한 증가하는 것으로 나타났다. 세포 내 당소모대사 관련 효소인 GK와 PDH도 증가하는 것으로 나타났으며, 잉여로 남은 glucose를 지방으로 전환 저장하는 ACL, ACC 유전자도 증가하는 것으로 나타났다. 이를 통해 잡곡당화음료가 glucose uptake와 세포 내 당소모대사 증가를 도우며, 남는 glucose를 지방으로 전환 저장시키는데 도움을 줄 것으로 사료된다.