• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제63권6호
• /
• pp.1397-1410
• /
• 2021

The present study was designed to determine the influence of all-trans retinoic acid (ATRA) on adipogenesis-related gene regulation in bovine intramuscular (IM) and subcutaneous (SC) adipose cells during differentiation. Bovine IM and SC adipocytes were isolated from three 19-mo-old, crossbred steers. Adipogenic differentiation was induced upon cultured IM and SC preadipocytes with various doses (0, 0.001, 0.01, 0.1, 1 µM) of ATRA. After 96 h of incubation, cells were harvested and used to measure the gene expression of CCAAT/Enhancer binding protein β (C/EBPβ), peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) γ, glucose transporter 4 (GLUT4), stearoyl CoA desaturase (SCD), and Smad transcription factor 3 (Smad3) relative to the quantity of ribosomal protein subunit 9 (RPS 9). Retinoic acid receptor (RAR) antagonist also tested to identify the effect of ATRA on PPARγ -RAR related gene expression in IM cells. The addition of ATRA to bovine IM decreased (p < 0.05) expression of PPARγ. The expression of PPARγ was also tended to be downregulated (p < 0.1) in high levels (10 µM) of ATRA treatment in SC cells. The treatment of RAR antagonist increased the expression of PPARγ in IM cells. Expression of C/EBPβ decreased (p < 0.05) in SC, but no change was observed in IM (p > 0.05). Increasing levels of ATRA may block adipogenic differentiation via transcriptional regulation of PPARγ. The efficacy of ATRA treatment in adipose cells may vary depending on the location.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제33권12호
• /
• pp.1563-1575
• /
• 2023

Acyl-coenzyme A (CoA):diacylglycerol acyltransferase 2 (DGAT2) catalyzes the last stage of triacylglycerol (TAG) synthesis, a process that forms ester bonds with diacylglycerols (DAG) and fatty acyl-CoA substrates. The enzymatic role of Dgat2 has been studied in various biological species. Still, the full description of how Dgat2 channels fatty acids in skeletal myocytes and the consequence thereof in glucose uptake have yet to be well established. Therefore, this study explored the mediating role of Dgat2 in glucose uptake and fatty acid partitioning under short interfering ribonucleic acid (siRNA)-mediated Dgat2 knockdown conditions. Cells transfected with Dgat2 siRNA downregulated glucose transporter type 4 (Glut4) messenger RNA (mRNA) expression and decreased the cellular uptake of [1-¹⁴C]-labeled 2-deoxyglucose up to 24.3% (p < 0.05). Suppression of Dgat2 deteriorated insulin-induced Akt phosphorylation. Dgat2 siRNA reduced [1-¹⁴C]-labeled oleic acid incorporation into TAG, but increased the level of [1-¹⁴C]-labeled free fatty acids at 3 h after initial fatty acid loading. In an experiment of chasing radioisotope-labeled fatty acids, Dgat2 suppression augmented the level of cellular free fatty acids. It decreased the level of re-esterification of free fatty acids to TAG by 67.6% during the chase period, and the remaining pulses of phospholipids and cholesteryl esters were decreased by 34.5% and 61%, respectively. Incorporating labeled fatty acids into beta-oxidation products increased in Dgat2 siRNA transfected cells without gene expression involving fatty acid oxidation. These results indicate that Dgat2 has regulatory function in glucose uptake, possibly through the reaction of TAG with endogenously released or recycled fatty acids.

• Journal of Food and Nutrition Research
• /
• 제9권3호
• /
• pp.163-169
• /
• 2021

Decreased adipocyte fatty acid oxidation (FAO) and impaired preadipocyte differentiation characterize hypertrophic expansion of adipose tissue (AT) from obese and insulin resistant humans and are recognized as potential mechanisms for obesity-mediated dyslipidemia. Supplementation of formononetin (FMN), one of the principal isoflavones extracted from red clover or Huangqi (Astragalus roots), has been shown to have beneficial effects on obesity-related hyperlipidemia, a well-established cardiovascular risk factor. However, a target tissue and underlying mechanism(s) through which FMN acts have been under-investigated. Thus, we investigated whether FMN promotes adipocyte FAO and preadipocyte differentiation using 3T3-L1 preadipocytes to provide potential mechanisms of FMN action. We further extended this to the culture of 10T1/2 mesenchymal stem cells (MSCs) as well as mouse AT explants to reflect in vivo effects of FMN. In fully differentiated 3T3-L1 adipocytes, FMN-treatment significantly increased the expression levels of FAO-related proteins such as pAMPK, pACC, and CPT1, all of which were consistently upregulated in AT explant cultures treated with 10 μM FMN. In addition, FMN significantly enhanced the degree of differentiation of both 3T3-L1 preadipocytes and 10T1/2 MSCs into adipocytes as evidenced by Oil Red O staining of cellular lipids. This observation correlated with increased expression levels of key adipogenic transcription factors (PPARγ and C/EBPα) and their down-stream target proteins (FABP4, Glut4 and adiponectin). Moreover, FMN failed to exert its stimulatory effects on preadipocyte differentiation in both cell types in the presence of a PPARγ antagonist, suggesting a PPARγ-dependent effect of FMN. Collectively, these data provide possible mechanisms of action of FMN on lipid metabolism and further support the favorable in vivo effects of FMN in diet and obesity-induced dyslipidemia.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제44권3호
• /
• pp.324-330
• /
• 2015

본 연구에서는 C57BL/6J ob/ob 마우스를 이용하여 한국산 겨우살이 냉수 추출물(KME)의 항당뇨 활성을 조사하였다. 50 혹은 100 mg/kg의 KME를 1일 1회씩 경구투여 한 결과 KME 투여 개시 5일 후부터 ob/ob 마우스의 혈당이 유의하게 억제되었으며, 10일 후부터 안정된 억제 효과를 나타내고 대조군에 비해 20% 이상의 혈당강하 효과를 나타내었다. 경구 당부하 실험(OGTT)에서는 KME 경구투여 마우스에서 유효한 당부하 억제 활성이 관찰되었다. 또한 KME 경구 투여는 ob/ob 당뇨 마우스의 혈액 내 총 콜레스테롤과 중성 지질의 농도를 억제하는 것으로 나타났다. 한편 C2C12 근육세포를 이용한 in vitro 실험에서 KME를 처리함으로써 glucose uptake가 현저히 증가하였다. 한편 매우 흥미롭게도 KME를 처리한 C2C12 근육세포에 있어서 미토콘드리아 생성과 산화대사 조절물질인 peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-${\alpha}(PGC-1{\alpha})$를 비롯하여 glucose transporter type 4(GLUT4), estrogen-related receptor-${\alpha}(ERR-{\alpha})$, nuclear respiratory factor-1(NRF-1) 그리고 mitochondrial transcription factor A(TmfA)와 같은 $PGC-1{\alpha}$ 관련 유전자들의 발현이 증가하는 것으로 확인되었다. 이 결과는 KME가 2형 당뇨에 대한 치료물질로서의 작용을 지니며 이러한 KME의 항당뇨 활성은 미토콘드리아 생성의 조절과 관련 있는 것으로 추정된다.

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

• 생명과학회지
• /
• 제19권12호
• /
• pp.1802-1807
• /
• 2009

Platycodi radix의 주요 성분으로 항염증, 항고지혈 및 항종양 등 다양한 약리적 기능을 가지는 platycodin D는 최근 비만 및 지방세포형성(adipogenesis)을 억제하는 효과를 가진다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 adipogenesis의 상위단계에 위치한 다양한 pro-adipogenic regulators와 anti-adipogenic regulators의 발현이 platycodin D에 의해 어떻게 변화되는지 분석하였다. Real-time PCR을 이용한 mRNA 발현의 정량적 분석에서 adipogenesis의 marker라 불리는 ADIPOQ와 GLUT4의 mRNA 발현은 platycodin D의 처리에 의해 유의적으로 감소되었다. 또한 terminal marker의 발현을 조절하는 PPAR$\gamma$와 C/EPB$\alpha$의 mRNA 발현 역시 platycodin D에 의해 유의하게 억제되었다. Platycodin D의 지방세포 억제 효과에 대한 상세한 분자적 메커니즘을 규명하기 위해, PPAR$\gamma$와 C/EPB$\alpha$의 상위 조절자들의 mRNA 발현 변화를 분석하였다. Pro-adipogenic regulators에 대한 platycodin D의 효과를 분석한 결과, C/EBP$\beta$와 C/EPB$\delta$의 mRNA 발현은 platycodin D에 의해 변화가 없었던 반면, KROX20과 KLF15의 mRNA 발현은 각각 초기 분화(2일)와 후기 분화(4일)에서 platycodin D에 의해 유의한 감소를 보였다. 또한, 대표적인 anti-adipogenic regulators인 CHOP의 mRNA 발현은 초기분화에서 platycodin D에 의해 유의하게 증가한 반면, 또 다른 anti-adipogenic regulators인 C/EBP$\gamma$의 mRNA 발현은 platycodin D에 의해 영향을 받지 않았다. 따라서 adipogenesis 과정에서 platycodin D는 pro-adipogenic regulators인 KROX20, KLF15와 anti-adipogenic regulator인 CHOP의 mRNA 발현에 영향을 주어 PPAR$\gamma$와 C/EPB$\alpha$를 조절하는 것으로 보여진다. 결론적으로, platycodin D에 의한 adipogenesis 억제 효과는 KROX20, KLF15 등의pro-adipogenic regulator와 CHOP 등의 anti-adipogenic regulator의 상호작용을 통해 나타나는 결과라 사료된다.

• 한국가금학회지
• /
• 제42권3호
• /
• pp.231-238
• /
• 2015

라이코펜은 항산화제로서 많이 알려져 있지만, 최근에는 포유동물에서 염증 관련 면역과 지방대사 조절자로서 관심의 대상이 되기 시작하였다. 본 연구는 산란계에서 라이코펜의 가공 및 급이형태가 지방대사, 지방산 및 포도당 운반, 면역관련 유전자들의 발현에 미치는 영향을 관찰하고자 실시하였다. 백색레그혼(25주령) 48수를 lycopene의 첨가원에 따라 대조군(CON, basal diet(BD)), 토마토 건조분말 급여군(T1, BD+tomato powder-containing 10 mg lycopene/kg 사료), 토마토 건조분말 유화처리군(T2, BD+micellar of tomato powder-containing 10 mg lycopene/kg 사료) 및 정제 lycopene 급여군 (T3, BD+purified 10 mg lycopene/kg 사료) 등 모두 4처리구로 설정하여 5주간 사양시험을 실시하였다. 시험 종료 후 각 개체의 간으로부터 total RNA를 추출하고 real-time PCR을 이용하여 유전자들의 발현을 분석하였다. 라이코펜을 급여받은 닭은 급여형태와 관계없이 모두 PPAR${\gamma}$의 발현을 억제하였다(P<0.05). 지방합성효소 유전자 FASN의 발현은 T2에서 효과적으로 감소하였으나(P<0.05), T1, T3에서는 영향이 없었다. SREBP2와 C/EBP${\alpha}$ 또한 T2에서 효과적으로 유전자 발현이 억제됨을 보였다. 세포 내 포도당 흡수기능을 하는 GLUT8은 T2와 T3에서 유전자 발현이 증가하였다(P<0.05). 지방산 산화를 위한 지방산 운반체인 CPT-1 유전자는 라이코펜에 의한 영향을 받지 않았다. 면역 관련 염증인자인 TNF${\alpha}$와 IL6는 라이코펜에 의하여 효과적으로 그 발현이 억제되었다(P<0.05). 본 연구결과는 라이코펜의 급여 형태가 지방대사 관련 유전자 발현에 영향을 미치며, 그 중 유화처리된 라이코펜이 지방대사, 포도당 및 면역반응에 더 효과적 급이 수단이 될 수 있음을 보여주었다.

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

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제26권2호
• /
• pp.178-188
• /
• 2013

The glycosaminoglycans (GAGs) present in the female reproductive tract promote sperm capacitation. When bovine sperm were exposed to 10 ${\mu}g/ml$ of one of four GAGs (Chondroitin sulfate, CS; Dermatan sulfate, DS; Hyaluronic acid, HA; Heparin, HP) for 5 h, the total motility (TM), straight-line velocity (VSL), and curvilinear velocity (VCL) were higher in the HP- or HA-treated sperm, relative to control and CS- or DS-treated sperm. HP and HA treatments increased the levels of capacitated and acrosome-reacted sperm over time, compared to other treatment groups (p<0.05). In addition, sperm exposed to HP or HA for 1 h before IVF exhibited significantly improved fertilizing ability, as assessed by 2 pronucleus (PN) formation and cleavage rates at d 2. Exposure to these GAGs also enhanced in vitro embryo development rates and embryo quality, and increased the ICM and total blastocyst cell numbers at d 8 after IVF (p<0.05). A real-time PCR analysis showed that the expression levels of pluripotency (Oct 4), cell growth (Glut 5), and anti-apoptosis (Bax inhibitor) genes were significantly higher in embryos derived from HA- or HP-treated sperm than in control or other treatment groups, while pro-apoptotic gene expression (caspase-3) was significantly lower in all GAG treatment groups (p<0.05). These results demonstrated that exposure of bovine sperm to HP or HA positively correlates with in vitro fertilizing ability, in vitro embryo developmental potential, and embryonic gene expression.

• 동의생리병리학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.54-60
• /
• 2016

Amomum cadamomum Linne (ACL) has long been utilized against the inhibited qi movement related diseases such as dyspepsia, acute gastroenteritis, vomiting and diarrhea in Korean medicine. We speculated that ACL could improve the metabolic disorders such as obesity and type 2 diabetes through removing the phlegm-dampness and promoting the qi movement or stagnation. This study was designed to investigate effects and molecular mechanisms of ACL extract on the improvement of adipocyte dysfunction induced by TNF-α in 3T3-L1 adipocytes. Potential roles of ACL extract in the lipogenesis, inhibition of inflammatory cytokines and insulin resistance, were investigated in this study. Also, we examined the adipose genes and signaling molecules related to insulin resistance and glucose uptake to elucidate its mechanism. Our data demonstrated that TNF-α significantly incresed the release of lipid droplets and the production of MCP-1 and IL-6 from adipocytes. In gene expression, TNF-α reduced the expression of aP2, PPARγ, C/EBPα, GLUT4, and IRS-1 related to lipogenesis and insulin sesitivity, while TNF-α increased the expression of MCP-1 related to inflammation. In addition, TNF-α down-regulated the PPARγ and IRS-1 protein and up-regulated the IRS-1 Ser307 phosphorylation. These alterations induced by TNF-α were prevented by the treatment of ACL extract. Thus, our results indicate that ACL extract can be used to prevent from the TNF-α-induced adipocyte dysfunction through insulin and PPARγ pathways.