• 제목/요약/키워드: Gene expression changes

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진세노사이드 Rb1과 Rg1에 의한 HaCaT 피부각질세포의 전사체 분석 (Transcriptome Analysis of Human HaCaT Keratinicytes by Ginsenosides Rb1 and Rg1)

  • 김정민;조원준;윤희승;방인석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.6774-6781
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    • 2014
  • 인삼(Panax ginseng C. A. Meyer)의 주요 생리활성물질인 진세노사이드(ginsenoside) Rb1과 Rg1의 효능검증 및 작용점을 규명하고자 HaCaT 피부각질세포에서 유전체 분석(gene expression profiles)을 실시하였다. 진세노사이드 Rb1과 Rg1 각각의 처리 농도 및 시간에 따른 HaCaT 세포에 대한 세포독성은 나타나지 않았으며, $10{\mu}g/mL$의 진세노사이드 Rb1과 Rg1 각각을 6 및 24 시간 처리하여 유전체 분석 결과, 진세노사이드 Rb1과 Rg1의 24 시간 처리군에서 항노화 및 피부탄력 관련 유전자인 fibroblast growth factor (FGF2)의 활성이 증가된 것으로 나타났다. 또한 진세노사이드 Rb1의 24 시간 처리군에서는 항산화 작용점에 있는 일련의 유전자군, FANCD2, FGF2, LEPR, FAS 등의 활성을 확인하였다. 향후 확인된 항노화 및 피부탄력 관련 주요인자들의 작용 및 상관관계를 구체적으로 확인하고, 특히 진세노사이드 Rb1의 신호전달을 완성하고자 한다.

퉁퉁마디로부터 염에 의하여 유도되는 Aldolase 유전자의 분리 및 발현분석 (Molecular Cloning and Characterization of Salt-inducible Aldolase from Salicornia herbacea)

  • 차준영;네티엘마와티;김순길;이증주;임채오;정우식;이곤호;손대영
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제30권4호
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    • pp.323-328
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    • 2003
  • 토양 내의 고농도의 염은 심각한 환경스트레스 중의 하나로 농작물의 생산을 감소시킨다. 식물은 염 스트레스로부터 벗어나기 위하여 많은 단백질을 합성한다든지 유전자들의 발현을 조절하는 등 여러 가지 생리, 생화학적인 변화를 일으킨다. 퉁퉁마디는 우리나라에 자생하는 염생식물로 갯벌과 염전주위에서 생육한다. 퉁퉁마디의 생화학적, 분자생물학적 내염성 기구를 이해하기 위하여 differential display방법으로 NaCl에 의하여 발현이 증가되는 cDNA들을 분리하였다. 본 연구에서는 그 중 하나인 ShADL의 특성을 조사하였다. ShADL은fructose-1, 6-bisphosphate aldolase와 높은 유사성을 보였다. 이 유전자는 1293bp길이에 359개의 아미노산으로 구성된 open reading frame을 포함하고 있으며, 이로부터 추정되는 분자량은 39 kDa이었다. ShADL단백질은 애기장대의 aldolase와 86%의 높은 유사성을 나타내었으며 같은 염생식물인 com-mon ice plant의 adolase와는 78%의 유사성을 보였다. Northern 분석결과, ShADL 유전자는 NaCl의 농도가 증가함에 따라 발현량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

Stem Cells and Cell-Cell Communication in the Understanding of the Role of Diet and Nutrients in Human Diseases

  • Trosko James E.
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.1-14
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    • 2007
  • The term, "food safety", has traditionally been viewed as a practical science aimed at assuring the prevention acute illnesses caused by biological microorganisms, and only to a minor extent, chronic diseases cause by chronic low level exposures to natural and synthetic chemicals or pollutants. "food safety" meant to prevent microbiological agents/toxins in/on foods, due to contamination any where from "farm to Fork", from causing acute health effects, especially to the young, immune-compromised, genetically-predisposed and elderly. However, today a broader view must also include the fact that diet, perse (nutrients, vitamins/minerals, calories), as well as low level toxins and pollutant or supplemented synthetic chemicals, can alter gene expressions of stem/progenitor/terminally-differentiated cells, leading to chronic inflammation and other mal-functions that could lead to diseases such as cancer, diabetes, atherogenesis and possibly reproductive and neurological disorders. Understanding of the mechanisms by which natural or synthetic chemical toxins/toxicants, in/on food, interact with the pathogenesis of acute and chronic diseases, should lead to a "systems" approach to "food safety". Clearly, the interactions of diet/food with the genetic background, gender, and developmental state of the individual, together with (a) interactions of other endogenous/exogenous chemicals/drugs; (b) the specific biology of the cells being affected; (c) the mechanisms by which the presence or absence of toxins/toxicants and nutrients work to cause toxicities; and (d) how those mechanisms affect the pathogenesis of acute and/or chronic diseases, must be integrated into a "system" approach. Mechanisms of how toxins/toxicants cause cellular toxicities, such as mutagenesis; cytotoxicity and altered gene expression, must take into account (a) irreversible or reversal changes caused by these toxins or toxicants; (b)concepts of thresholds or no-thresholds of action; and (c) concepts of differential effects on stem cells, progenitor cells and terminally differentiated cells in different organs. This brief Commentary tries to illustrate this complex interaction between what is on/in foods with one disease, namely cancer. Since the understanding of cancer, while still incomplete, can shed light on the multiple ways that toxins/toxicants, as well as dietary modulation of nutrients/vitamins/metals/ calories, can either enhance or reduce the risk to cancer. In particular, diets that alter the embryo-fetal micro-environment might dramatically alter disease formation later in life. In effect "food safety" can not be assessed without understanding how food could be 'toxic', or how that mechanism of toxicity interacts with the pathogenesis of any disease.

지질대사 조절에서 SREBP의 역할 (SREBP as a Global Regulator for Lipid Metabolism)

  • 이원화;서영교
    • 생명과학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1233-1243
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    • 2018
  • SREBPs는 지질의 항상성 및 대사를 조절하는 전사 인자이다. 이들은 내인성 콜레스테롤, 지방산(FA), 트리아실글리세롤(TG) 및 인지질 합성에 필요한 효소의 발현을 정밀하게 조절한다. 3종류의 SREBP 단백질은 2개의 다른 유전자에 의해 암호화 된다. SREBP1 유전자는 SREBP-1a와 SREBP-1c를 만든다. 이는 RNA의 alternative splicing에 의한 대체 프로모터의 이용으로부터 유도된다. SREBP-2는 별도의 유전자에서 유래한다. 또한, SREBPs는 ER 스트레스, 염증, 자가포식 및 세포사멸과 같은 수많은 병인과정에 관여하며, 비만, 이상 지질혈증, 당뇨병 및 비알콜성 지방간 질환 등을 유발하는 것으로 알려져 있다. 유전체의 분석은 SREBPs가 생물학적 신호 전달, 세포 신진 대사, 및 성장을 조절하는 중요한 연결고리임을 보여 주었다. 이 과정에서 SREBP는 PI3K-Akt-mTOR 경로를 통해 활성화 된다고 알려져 있다. 하지만 정확한 분자 메커니즘은 좀더 밝혀져야 한다. 이 리뷰에서는 세포, 기관 및 생물개체 수준의 생리학 및 병태 생리학 영역에서 SREBP의 역할에 대한 포괄적인 이해를 넓혀 줄 것이다.

생쥐 난포의 체외배양 중 생식샘자극호르몬에 따른 미세리보핵산 발현 양상 (Profiles of microRNAs in Mice Follicles According to Gonadotropins during in vitro Culture)

  • 김용진;구승엽;김윤영;오선경;김석현;최영민;문신용
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제36권4호
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    • pp.265-274
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    • 2009
  • 목 적: 미세리보핵산 (microRNA, miR)은 전사 후 (post-transcriptional) 단계에서 목표 유전자 (target gene)의 발현을 억제하여 세포의 발달과 성장에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 난포의 성장과정 중의 miR 발현 양상에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 따라서 존 연구는 생쥐 난포의 체외배양 후 생식샘자극호르몬 (gonadotropin)과 사람융모성생식샘자극호르몬 (hCG) 첨가에 따른 난자와 난구세포에서의 miR 발현 양상을 살펴보고자 수행되었다. 연구방법: 생후 12일된 생쥐 (C57BL6)의 난소 적출 후, 전동 난포 (preantral follicle)를 분리하여 무작위로 $20\;{\mu}L$ 점적의 배양액만 있는 군 (control group), 재조합 난포자극호르몬을 첨가한 군 (FSH group), 재조합 황체형성호르몬을 첨가한 군 (LH group), FSH와 LH를 같이 첨가한 군 (FSH+LH group)으로 나누어 배양하였다. 난포가 충분히 성장하였을 때, 다시 hCG를 첨가한 군 (hCG (+) group)과 첨가하지 않은 군 (hCG (-) group)으로 나누어 hCG (-) group에서 난자와 난구세포를 각각 분리하여 RNA를 추출하였다. 36시간 후, 배란된 난자 난구세포 복합체 (cumulus oocyte complex, COC)에서 난자와 난구세포를 각각 분리하여 RNA를 추출하고, mmu--miR-16, -miR-27a, -miR-126, -miR-721 등의 miR에 대한 primer를 이용하여 실시간 중합연쇄반응을 시행하였다. 결 과: 배란율과 MII 난자 생성율은 다른 군들에 비해 FSH+LH군에서 유의하게 높았다. 각 군내의 난자와 난구세포 사이에서도 miR 발현 양상의 차이가 관찰되었다. 또한, 난자와 난구세포에서의 miR 발현 양상은 각 군간 차이가 있었으며, hCG (+)군과 hCG (-)군간에도 차이를 나타냈다. 결 론: 생쥐 난포의 체외배양 중 난자 및 난구세포에서의 miR 발현 양상은 gonadotropin의 종류 및 난자의 성숙도에 따라 다르다. 이러한 결과는 표적 유전자의 발현에 대한 추후 연구를 통한 확인이 필요할 것으로 사료된다.

소아에서 치은 과증식에 대한 cyclosporine의 효과를 연구하는 새로운 방법 (A Novel Method to Study the Effects of Cyclosporine on Gingival Overgrowth in Children)

  • 한금아;김종수
    • 대한소아치과학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.271-279
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    • 2018
  • 소아에서 사이클로스포린에 의해 유발되는 치은과증식의 병인을 규명하기 위한 이전의 연구에서는, 개체 간의 차이를 유발할 수 있는 요인을 완전히 배제하지 않았다. 본 연구는 개체 별로 생물학적 변이의 영향을 통제한 실험 모델에 의해 사이클로스포린이 1형 교원질의 대사에 미치는 영향을 알아보았다. 5주령의 수컷 Sprague-Dawley rats 5마리에 6주 동안 사이클로스포린을 위장으로 투여하였다. 사이클로스포린 투여 전과 투여 후 2, 4, 6주째에 쥐의 하악구치부에서 치은을 채취하였다. 20개의 치은표본으로부터 치은섬유모 세포를 추출하였다. 개체 별로 사이클로스포린을 투여하기 전 채취한 치은섬유모세포의 반은 대조군, 나머지 반은 실험실 내 약물 처리한 실험군(Tt)으로 하였다. 사이클로스포린 투여 후 2, 4, 6주째 채취한 치은섬유모세포는 각각의 실험군으로서 T2, T4, T6으로 명명하였다. 면역형광법을 시행하여 모든 치은모세포 내의 1형 교원질의 존재를 확인하였다. 각 개체 별로 대조군과 실험군에서 1형 교원질의 유전자와 단백질 발현의 변화를 분석하기 위해서 각각 Real-time polymerase chain reaction과 Western blotting을 시행하였다. 사이클로스포린을 처리하기 전과 후를 한 개체내에서 비교하여 1형 교원질의 변화를 평가하였다. 대조군과 실험군에서 1형 교원질의 유전자 발현에서는 유의한 차이가 없었다. 모든 개체에서 실험실 내 사이클로스포린 처리한 치은섬유모세포의 1형 교원질의 단백질 발현이 증가한 경우, 사이클로스포린을 투여한 후 채취한 치은섬유모세포에서도 1형 교원질의 단백질 발현이 증가하였다. 본 연구에서 시행한 개체별로 발생할 수 있는 생물학적 변이를 모두 통제한 실험 방법은 유용하였다. 1형 교원질 이외에 다른 요인들에 대한 후속 연구 및 인간에서의 심도 있는 연구가 필요하다.

콜레스테롤 식이가 Pcsk9 유전자 조절을 통해 남성 생식기관에 미치는 영향 (Effects of Dietary Cholesterol on Male Reproductive Tracts by Regulating PCSK9 Gene)

  • 임화선;배효철;송권화
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.113-118
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    • 2016
  • Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) 유전자는 주로 간에서 분비되며 저밀도지단백질 수용체(LDLR)와 결합체를 이루어 세포 내 저밀도지단백질 수용체를 약화시킴에 따라 저밀도지단백질(LDL) 흡수를 감소시킨다. PCSK9은 심혈관 질환 및 상염색체 우성 가족성 고콜레스테롤혈증과 깊은 연관성을 나타내며 발병 메커니즘을 조절하는 주요한 인자로서 치료제 개발을 위해 많은 연구가 진행 중에 있다. 하지만 생식계통 내에서 PCSK9의 발현 및 기능에 대한 연구가 미비한 현실이다. 이에 본 연구에서는 고 콜레스테롤 식이에 따라 수컷 랫드의 생식기관 (음경, 전립선, 정소) 내 Pcsk9의 발현 변화를 확인하고자 한다. 과도한 콜레스테롤의 축적으로 인한 이상지질혈증은 수컷 랫드의 생식기능장애와 내분비교란을 유발하지만 이를 일으키는 조절 인자와 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구진의 선행연구에서는 고 콜레스테롤 식이에 의해 혈중 총 콜레스테롤, 저밀도지단백질 콜레스테롤 레벨이 증가 및 고밀도지단백질(HDL) 콜레스테롤의 감소를 확인하였다. 이 후, Pcsk9의 mRNA 발현은 음경 조직 내에서 80% 감소하는 것으로 나타났고 그 발현은 주로 발기 조직인 음경해면체 및 요도해면체 내 요도상피세포에서 주를 이룸을 확인하였다. 또한 Pcsk9은 고콜레스테롤 식이에 의해 발생하는 전립선 비대증 조직 내에서 20% 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 마지막으로 Pcsk9은 고 콜레스테롤 식이를 섭취한 랫드의 정소 조직내에서 정상 정소 조직에 비해 약 28% 감소하였으며 정자발생에 주요한 정세관 내 정원세포, 정모세포, 정세포에서 그 발현이 확인되었다. 본 연구결과를 통해 Pcsk9 유전자가 수컷 랫드 생식기관 (음경, 전립선, 정소)에서 고콜레스테롤 식이에 의해 발현이 감소하는 것을 확인하였으며, 이는 Pcsk9이 남성 생식기관의 성장 및 발달 메커니즘에 중요한 역할을 미칠 것으로 사료된다.

식이유도 비만 Mice에서 된장 및 무염된장의 항비만 효과 (Anti-Obesity Effects of Salted and Unsalted Doenjang Supplementation in C57BL/6J Mice Fed with High Fat Diet)

  • 배초롱;권대영;차연수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제42권7호
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    • pp.1036-1042
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    • 2013
  • 본 연구는 된장과 된장 제조시 염을 제거한 무염된장이 고지방식이로 비만/제2형 당뇨가 유도되는 C57BL/6J mice에 항비만 효과에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 체중 증가량 및 부고환지방은 된장첨가식이군(DJ)이 고지방식이군(HD) 및 무염된장첨가식이군(NS)과 비교하여 유의적으로 낮아졌다. 혈중 중성지방은 고지방식이군(HD)에 비해 된장첨가식이군(DJ) 및 무염된장첨가식이군(NS)에서 유의적으로 낮아졌고, 그중 된장첨가식이군(DJ)이 무염된장첨가식이군(NS)보다 28.12% 유의적으로 감소하였다. 총콜레스테롤 함량은 고지방식이군(HD)과 비교하여 된장첨가식이군(DJ) 및 무염된장첨가식이군(NS)에서 유의적으로 낮은 값을 나타냈다. 또한 HDL-콜레스테롤 비율(HDL-C/TC(%))은 된장첨가식이군(DJ)과 무염된장첨가식이군(NS)이 고지방식이군(HD)보다 유의적으로 높아졌다. 혈중 insulin 농도는 된장첨가식이군(DJ)이 무염된장첨가식이군(NS)보다 유의적으로 감소하였으며, leptin 농도는 고지방식이군(HD)과 비교시 된장첨가식이군(DJ) 및 무염된장첨가식이군(NS)에서 유의적으로 감소하였다. 간에서의 지방산 합성 및 산화 관련 유전자 발현 수준을 측정한 결과, $PPAR{\gamma}$ mRNA 발현수준은 모든 실험군(HD, DJ 및 NS)에서 증가하였으며, ACC mRNA 발현 수준은 무염된장첨가식이군(NS)보다 고지방식이군(HD) 및 된장첨가식이군(DJ)에서 유의적으로 낮아졌다. 또한 $PPAR{\alpha}$ mRNA 발현 수준은 된장첨가식이군(DJ)에서 고지방식이군(HD) 및 무염된장첨가식이군(NS)와 비교하여 유의적으로 증가하였으며, CPT-1 mRNA 발현수준은 고지방식이군(HD) 및 된장첨가식이군(DJ)이 무염된장첨가식이군(NS)보다 유의적으로 증가하였다. 결론적으로 본 실험결과, 된장이 무염된장보다 항비만 효과에 긍정적인 결과를 보였다. 하지만 된장이 무염된장보다 더 유의적인 결과를 보인 점은 미생물의 생육과 발효 시 무기질의 공급원이기도 한 염이 무염된장 제조 시 탈염과정에서 항비만에 관여하는 무기질과 함께 제거되면서 된장의 항비만 효능이 감소되었을 가능성이 있을 것으로 보인다. 따라서 향후 탈염과정 및 식염이 비만에 미치는 메커니즘을 심도 있게 연구하여 소금섭취를 줄이면서 기능성을 유지하는 연구가 필요하다.

The Calmodulin-Binding Transcription Factor OsCBT Suppresses Defense Responses to Pathogens in Rice

  • Koo, Sung Cheol;Choi, Man Soo;Chun, Hyun Jin;Shin, Dong Bum;Park, Bong Soo;Kim, Yul Ho;Park, Hyang-Mi;Seo, Hak Soo;Song, Jong Tae;Kang, Kyu Young;Yun, Dae-Jin;Chung, Woo Sik;Cho, Moo Je;Kim, Min Chul
    • Molecules and Cells
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    • 제27권5호
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    • pp.563-570
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    • 2009
  • We previously isolated the OsCBT gene, which encodes a calmodulin (CaM)-binding protein, from a rice expression library constructed from fungal elicitor-treated rice suspension cells. In order to understand the function of OsCBT in rice, we isolated and characterized a T-DNA insertion mutant allele named oscbt-1. The oscbt-1 mutant exhibits reduced levels of OsCBT transcripts and no significant morphological changes compared to wild-type plant although the growth of the mutant is stunted. However, oscbt-1 mutants showed significant resistance to two major rice pathogens. The growth of the rice blast fungus Magnaporthe grisea, as well as the bacterial pathogen Xanthomonas oryzae pv. oryzae was significantly suppressed in oscbt-1 plants. Histochemical analysis indicated that the hypersensitive-response was induced in the oscbt-1 mutant in response to compatible strains of fungal pathogens. OsCBT expression was induced upon challenge with fungal elicitor. We also observed significant increase in the level of pathogenesis-related genes in the oscbt-1 mutant even under pathogen-free condition. Taken together, the results support an idea that OsCBT might act as a negative regulator on plant defense.

Heat Shock Protein Augmentation of Angelica gigas Nakai Root Hot Water Extract on Adipogenic Differentiation in Murine 3T3-L1 Preadipocytes

  • Lumbera, Wenchie Marie L.;Cruz, Joseph dela;Yang, Seung-Hak;Hwang, Seong Gu
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제29권3호
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    • pp.419-427
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    • 2016
  • There is a high association of heat shock on the alteration of energy and lipid metabolism. The alterations associated with thermal stress are composed of gene expression changes and adaptation through biochemical responses. Previous study showed that Angelica gigas Nakai (AGN) root extract promoted adipogenic differentiation in murine 3T3-L1 preadipocytes under the normal temperature condition. However, its effect in heat shocked 3T3-L1 cells has not been established. In this study, we investigated the effect of AGN root hot water extract in the adipogenic differentiation of murine 3T3-L1 preadipocytes following heat shock and its possible mechanism of action. Thermal stress procedure was executed within the same stage of preadipocyte confluence (G0) through incubation at $42^{\circ}C$ for one hour and then allowed to recover at normal incubation temperature of $37^{\circ}C$ for another hour before AGN treatment for both cell viability assay and Oil Red O. Cell viability assay showed that AGN was able to dose dependently (0 to $400{\mu}g/mL$) increase cell proliferation under normal incubation temperature and also was able to prevent cytotoxicity due to heat shock accompanied by cell proliferation. Confluent preadipocytes were subjected into heat shock procedure, recovery and then AGN treatment prior to stimulation with the differentiation solution. Heat shocked preadipocytes exhibited reduced differentiation as supported by decreased amount of lipid accumulation in Oil Red O staining and triglyceride measurement. However, those heat shocked preadipocytes that then were given AGN extract showed a dose dependent increase in lipid accumulation as shown by both evaluation procedures. In line with these results, real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) and Western blot analysis showed that AGN increased adipogenic differentiation by upregulating heat shock protection related genes and proteins together with the adipogenic markers. These findings imply the potential of AGN in heat shock amelioration among 3T3-L1 preadipocytes through heat shock factor and proteins augmentation and enhanced adipogenic marker expression.