• Nutrition Research and Practice
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• 제11권3호
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• pp.198-205
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• 2017

BACKGROUND/OBJECTIVES: The anti-diabetic activity of pear through inhibition of ${\alpha}-glucosidase$ has been demonstrated. However, little has been reported about the effect of pear on insulin signaling pathway in obesity. The aims of this study are to establish pear pomace 50% ethanol extract (PPE)-induced improvement of insulin sensitivity and characterize its action mechanism in 3T3-L1 cells and high-fat diet (HFD)-fed C57BL/6 mice. MATERIALS/METHODS: Lipid accumulation, monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) secretion and glucose uptake were measure in 3T3-L1 cells. Mice were fed HFD (60% kcal from fat) and orally ingested PPE once daily for 8 weeks and body weight, homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR), and serum lipids were measured. The expression of proteins involved in insulin signaling pathway was evaluated by western blot assay in 3T3-L1 cells and adipose tissue of mice. RESULTS: In 3T3-L1 cells, without affecting cell viability and lipid accumulation, PPE inhibited MCP-1 secretion, improved glucose uptake, and increased protein expression of phosphorylated insulin receptor substrate 1 [p-IRS-1, ($Tyr^{632})$)], p-Akt, and glucose transporter type 4 (GLUT4). Additionally, in HFD-fed mice, PPE reduced body weight, HOMA-IR, and serum lipids including triglyceride and LDL-cholesterol. Furthermore, in adipose tissue, PPE up-regulated GLUT4 expression and expression ratio of p-IRS-1 ($Tyr^{632})/IRS$, whereas, down-regulated p-IRS-1 ($Ser^{307})/IRS$. CONCLUSIONS: Our results collectively show that PPE improves glucose uptake in 3T3-L1 cells and insulin sensitivity in mice fed a HFD through stimulation of the insulin signaling pathway. Furthermore, PPE-induced improvement of insulin sensitivity was not accompanied with lipid accumulation.

• 생약학회지
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• 제38권1호
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• pp.10-14
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• 2007

Type 2 diabetes mellitus relavant to insulin resistance is a chronic and hard to control. In order to develop an antidiabetic agent from natural products, anti-hyperglycemic effect of herbal formula containing Mori Follium, Euonymi Lignum Suberalatum and Ginseng Radix(MEG) was investigated in db/db mice. Treatment group was administered orally with MEG formula at a dose of 300 mg/kg for 5 weeks, and blood glucose, insulin and lipid levels were determined. MEG treatment group showed a marked decrease in fasting blood glucose level and insulin resistance index(IRI) compared to those in diabetic control. Improvement of insulin resistance(60.6%) was indicative of reducing lipid levels in plasma and triglyceride contents in muscle and adipose tissue. In addition, expressions of an insulin responsive gene, glucose transporter 4(Glut4), in muscle and adipose tissue were upregulated in MEG treatment group. Compared islet morphology between groups, MEG formula prevented the ${\beta}$-cell destruction caused by high blood glucose. Taken together, MEG formula can act as an anti-hyperglycemic agent with insulin sensitizing effect, and thus deserves a clinical trial in the future.

• 생명과학회지
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• 제24권8호
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• pp.895-902
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• 2014

아디포넥틴은 이미 합성된 GLUT4의 translocation 증가를 통해 포도당의 세포내 유입을 촉진하며 인슐린 민감도를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 장기간(6주령부터 16, 26, 36, 47, 및 77주령까지)의 고지방식이(HFD)를 섭취한 비만 C57BL/6 생쥐와, 칼로리제한(CR) 또는 thiazolidinedione (TZD) 섭취에 의해 인슐린 민감성이 회복된 생쥐들로부터 지방조직을 적출하여 아디포넥틴과 GLUT4 의 mRNA 발현의 변화를 조사하였으며, 선형회귀분석(linear regression analysis)을 통해 아디포넥틴과 GLUT4 유전자 발현량 사이의 상관관계를 평가하여 아디포넥틴이 GLUT4 유전자 발현의 전사단계에서도 영향을 미치는지의 가능성을 확인하고자 하였다. 지방조직에서의 유전자 발현량은 TaqMan probe를 이용한 real-time PCR로 정량되었다. 실험결과, 지방조직에서의 아디포넥틴 mRNA발현량은 여러 조건의 생쥐 그룹들 사이에 유의한 변화가 나타나지 않았지만, GLUT4의 유전자 발현량은 HFD군에서는 감소하고, CR군(p<0.05)과 TZD군(p=0.007)에서는 유의하게 증가하는 변화가 확인되었다. 또한, 아디포넥틴과 GLUT4 mRNA 발현량 사이에는 유의한 상관관계를 나타내고 있음이 확인되었다. ND군(p<0.0001), HFD군 p<0.0001), 또는 각각의 주령과 식이별 소그룹, 그리고 CR군(p=0.002) 에서도 두 유전자간의 발현량이 유의하게 연관되어 있었다. 그러나 TZD군(p=0.73)의 생쥐에서는 그 연관성이 사라짐을 관찰하였다. 이는 TZD가 아디포넥틴 유전자 발현에는 영향을 미치지 않지만, GLUT4유전자 발현은 촉진하기에 두 유전자 사이에 유의하지 않은 상관관계로 변화되었음을 시사한다. 이들 결과는 아디포넥틴과 GLUT4의 유전자 발현은 강하게 연관되어 있으며, 두 유전자 발현 조절에 대한 공통적인 작용기전의 존재 가능성 또는 아디포넥틴이 GLUT4 translocation뿐만 아니라 GLUT4의 유전자 발현에도 직접적으로 작용하고 있음을 시사한다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제54권6호
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• pp.594-602
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• 2021

본 연구는 고지방식이로 유도한 비만 동물모델에서 아연의 식이를 통한 보충 급여가 혈당 조절과 골격 근육의 ZIP7의 작용에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 고지방식이를 공급한 HF군은 정상 대조군에 비하여 단위 체중당 골격 근육 무게가 유의하게 감소하였으며, 혈당은 유의적으로 증가하였다. 고지방식이와 함께 아연을 보충 공급한 HF+Zn군은 아연을 보충하지 않은 HF군과 비교하여, 공복 혈당과 경구 포도당 부하 후 혈당 증가 면적이 유의하게 감소하였다. 또한, HF+Zn군은 HF군에 비해 골격 근육의 ZIP7 단백질 수준이 유의하게 증가하였으며, AKT 활성과 GLUT4 단백질 수준도 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 아연 보충은 비만으로 인한 고혈당 증세를 완화하는 효과를 나타내며, 이는 골격 근육에서의 ZIP7 아연 수송체에 의한 당 대사 조절과 관련이 있을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제32권2호
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• pp.86-93
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• 2022

Lupeol은 pentacyclic triterpene의 일종으로 다양한 질병에 약리 효과가 있는 것으로 보고되어 있으나, lupeol이 포도당 흡수에 미치는 영향은 아직 보고된 바 없다. 본 연구에서 3T3-L1 지방세포에서 포도당 흡수에 대한 lupeol의 효과를 조사하였다. 그 결과, Lupeol은 3T3-L1 지방세포에서 GLUT4를 원형질막으로 이동시켜 포도당 흡수를 촉진하였으며, 이는 PI3K/AKT 및 AMPK 경로의 활성화와 관련되어 있었다. PI3K/AKT 경로에서 lupeol은 PI3K를 활성화시키는 insulin receptor substrate 1의 인산화와 AKT의 인산화를 촉진하지만 비정형 단백질 키나아제 C isoforms ζ 및 λ의 인산화는 촉진하지 않았다. 반면, lupeol은 5 'AMP-activated protein kinase의 인산화를 촉진하였고, Lupeol의 의한 AMPK의 활성화는 원형질막-GLUT4의 발현과 세포내 포도당 흡수를 증가시키는 것으로 확인되었다. 3T3-L1 지방세포에서 lupeol에 의한 포도당 흡수 효과는 PI3K 억제제인 wortmannin 및 AMPK 억제제인 Compound C에 의해 억제됨을 통해 확인하였다. 본 연구 결과는 lupeol이 3T3-L1 지방세포에서 PI3K/AKT 및 AMPK 경로를 통해 원형질막 GLUT4의 발현을 자극함으로써 인슐린 감수성을 증가시켜 포도당 흡수를 촉진할 수 있음을 제시하고 있다.

• 약학회지
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• 제50권6호
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• pp.345-350
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• 2006

The pharmacological properties of ginseng are mainly attributed to ginsenosides, the active constituents that are found in the extracts of different species of ginseng. Lately; the studies on ginsenosides are mainly focused on IH-901, a major intestinal bacterial metabolite of ginsenosides. In this study; we examined the anti-diabetic activity of IH-901 in C57BU61 db/db mice model. IH-901 was administrated orally at a dose of 20 mg/kg for 5 weeks. During the experimental period, body weight and blood glucose levels were measured every week. After 5 weeks, db/db mice were sacrificed and diabetic parameters were analyzed. IH-901 treated group showed a significant decrease in fasting blood glucose levels (from 10.5 mM to 9.4 mM), insulin resistance index (from 163.6 to 100.2) and triglyceride levels (from 115.3 to 70.1) compared to the diabetic control. In Pancreatic islets morphology; IH-901 treated group revealed much less infltrated mononuclear cells, indicating that IH-901 recovered ${\beta}$-cell damage due to hyperglycemia. In addition, IH-901 upregulated expressions of glucose transporter 4 (GLUT4) and PPAR-${\gamma}$ in skeletal muscle and adipose tissue, respectively. Taken together IH-901might be a potential anti-hyperglycemic agent with insulin sensitizing effect.

• 미생물학회지
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• 제47권4호
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• pp.281-288
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• 2011

스트레스 반응에 관여하는 Saccharomyces cerevisiae 전사인자인 Msn2/4의 $C_2H_2$ zinc finger 부위와 아미노산 서열 유사성을 보이는 Aspergillus nidulans MsnA의 하위 유전자 획득을 위하여 msnA 결손 돌연변이체 또는 과발현 균주에서 야생주와 비교하여 차별적으로 발현되는 유전자(Differentially Expressed Gene, DEG)들을 분리하였다. 선별된 DEG들은 염기서열 결정을 통해 해당 유전자들을 동정하였고 이들 중 DEG6는 단당류 수송자(monosaccharide transporter)로 예측된 mstB 유전자로 밝혀졌다. mstB의 발현은 MsnA 과발현에 의하여 증가되었으며 MsnA는 in vitro에서 mstB 프로모터 부위에 직접적으로 결합하였다. MstB는 12개의 막결합 부위를 가지며 A. niger의 고친화성 단당류 수송자(high-affinity monosaccharide transporter)인 MstA와 80%의 높은 아미노산 서열 동일성을 보였다. mstB 결손 돌연변이체의 표현형은 야생주와 유사하였으나 MstB가 과발현된 균주는 낮은 당 농도인 0.1% glucose 배지에서 유성생식 기관인 cleistothecia의 형성이 증가하였다. 이러한 결과는 단당류 수송자인 MstB가 유성분화 과정에서 요구되는 당의 수송에 관여하고 있음을 시사한다.

• 대한한의학회지
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• 제20권2호
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• pp.108-120
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• 1999

In this study, body weight levels of glucose, insulin and triglyceride in blood and glucosidase activity of the small intestine were investigated to determine the effect of Sangbaegpitang and Supungsungiwhan on the glucose metabolism of db/db mice. The GLUT4 mRNA of muscle tissue and the Acetyl CoA Carboxylase and the activation rate of GLUT2 mRNA of liver tissue were measured by the reverse transcription-polymerase chain reaction method and by the vitro transcription. The results were obtained as follows: 1. In the Sangbaegpitang administration group, (1) The level of triglyceride was decreased significantly and the glucosidase activity of the small intestine was inhibited remarkably, (2) The amounts of the GLUT4 mRNA in muscle tissue and Acetyl CoA Carboxylase mRNA in liver tissue were increased significantly. (3) Though glucose level in both fasting and non-fasting, were decreased and the insulin level in blood was increased, the results showed no statistical significance. 2. In the Supungsungiwhan administration group, (1) The levels of glucose and triglyceride were decreased significantly in the blood of non-fasting animals. (2) The glucosidase activity of small intestine was inhibited markedly and the amounts of GLUT4 mRNA of muscle tissue and GLUT2 mRNA of liver tissue were increased significantly. (3) The glucose levels in the fasting group were reduced, while insulin level was increased but showed no statistical significance, Based on the above results, our conclusions are as follows: Sangbaegpitang & Supungsungiwhan are thought to be capable of inhibiting the activity glucosidase, the enzyme which influences carbohydrate metabolism in the small intestine of db/db mice(the experimental diabetic model) and delaying the absorption of carbohydrate, thus proving effective on inhibiting the increase of non-fasting glucose level effectively. Futhermore Sangbaegpitang and Supungsungiwhan are though: to be capable of preventing the composition of free fatty acids by restoring the production of GLUT4 mRNA of muscle tissues and GLUT2 mRNA of liver tissues. Those results suggests that above prescriptions can be applied to non-insulin dependent diabetes mellitus in order to improve insulin resistance.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제22권4호
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• pp.329-334
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• 1999

Insulin stimulates glucose uptake in muscle and adipose cells primarily by recruiting GLUT4 from an intracellular storage pool to the plasma membrane. Dysfunction of this process known as insulin resistance causes hyperglycemia, a hallmark of diabetes and obesity. Thus the understanding of the mechanisms underlying this process at the molecular level may give an insight into the prevention and treatment of these health problems. GLUT4 in rat adipocytes, for example, constantly recycles between the cells surface and an intracellular pool by endocytosis and exocytosis, each of which is regulated by an insulin-sensitive and GLUT4-selective sorting mechanism. Our working hypothesis has been that this sorting mechanism includes a specific interaction of a cytosolic protein with the GLUT4 cytoplasmic domain. Indeed, a synthetic peptide of the C-terminal cytoplasmic domain of GLUT4 induces an insulin-like GLUT4 recruitment when introduced in rat adipocytes. Relevance of these observations to a novel euglycemic drug design is discussed.

• 생명과학회지
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• 제23권9호
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• pp.1163-1169
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• 2013

인슐린은 근육세포 표면으로 포도당 수송체 4(glucose transporter 4, GLUT4)를 유도하여 혈액 속의 포도당을 세포 내로 유입시키도록 작용한다고 알려져 있다. Fagopyritol은 인슐린과 유사한 작용을 하는 것으로 알려져 있으므로, 본 연구에서는 혈당강하 효과가 있다고 알려진 fagopyritol을 랫드의 근육세포주(L6GLUT4myc 세포)에 처리하여, 아직 명확하게 밝혀지지 않은 fagopyritol의 혈당강하 기전을 규명하고자 수행하였다. Fagopyritol의 혈당강하 기전을 규명하기 위하여 근원세포(myoblast)와 근관세포(myotube)에 fagopyritol을 처리하여 액틴 필라멘트의 구조와 GLUT4에 미치는 영향을 분석하였다. Fagopyritol을 myoblast에 처리하였을 때, GLUT4가 처리군에서 대조군과 비교하여 유의 있게 원형질막 쪽으로 유도되는 것을 확인하였고, 액틴 필라멘트의 구조가 재조정되면서 GLUT4의 이동을 돕는 것으로 생각된다. 또한 fagopyritol이 인슐린과 유사한 작용 경로를 가지는지 확인하기 위하여, 인슐린 작용 경로에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)의 억제제인 LY294002를 fagopyritol과 함께 처리하였을 때 GLUT4가 원형질막 쪽으로 유도되지 않는 것을 확인하였다. Fagopyritol을 myotube에 처리하였을 때, myoblast에 처리하였을 때와 유사한 결과를 나타내었다. 이러한 결과를 종합하면 fagopyritol이 인슐린과 유사한 작용을 하여 액틴 필라멘트의 구조 변경과 GLUT4의 이동을 촉진시키는 것으로 사료된다.