• 생명과학회지
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• 제29권5호
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• pp.570-579
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• 2019

당뇨병은 서구화된 식습관으로 발생하는 심각한 만성대사질환의 하나이며, 당뇨병의 치료는 혈당을 정상적인 수준으로 유지하며 당뇨 합병증을 예방하는 것이다. 따라서 본 연구는 당뇨병 및 인슐린 저항성에 대한 유전적 분석에 널리 이용되는 C57BL/Ksj-db/db 당뇨동물모델을 이용하여 갈색거저리 유충(밀웜) 추출물의 6주간 섭취가 혈당개선에 미치는 영향에 대해 조사하고 이에 인슐린 민감성 개선과 당대사 조절을 통한 항당뇨 효과를 규명하고자 하였다. 제 2형 당뇨동물모델 실험 결과, db/db-MWE군(식이 0.5%)이 db/db-control군에 비해 유의적(p<0.05)으로 혈당이 감소하였다. 약물군인 db/db-RG군(식이 0.05%)은 부작용에 의해 눈에 띄게 체중이 증가하였으나, db/db-MWE군에서는 약물군에서의 체중증가와 같은 큰 부작용 없이 혈당 감소효과를 나타내었다. HbA1c와 혈장인슐린 농도의 경우 db/db-control군에 비해 db/db-MWE군이 유의적(p<0.05)으로 낮았다. 또한 골격근에서 p-IRS, p-AKT, PM-GLUT4의 발현을 확인한 결과, db/db-MWE군에서 db/db-control군에 비해 p-IRS, p-AKT, PM-GLUT4의 발현이 증가된 것을 알 수 있었다. 이는 밀웜 추출물의 섭취가 골격근 내로 당이 원활이 유입되도록 도와주어 인슐린 민감성을 개선시키며, 고혈당 증상을 개선시킨 것으로 사료된다. 밀웜 추출물을 식이에 0.5% 첨가하여 6주간 C57BL/Ksj-db/db 당뇨동물모델에 제공한 결과, 공복혈당과 HbA1c의 감소 및 인슐린 저항성을 개선시켰다. 이는 인슐린 민감성을 증가시키고, 당 대사 조절을 통해 고혈당 증상의 완화에 기인한 것으로 보인다. 따라서 밀웜은 당뇨병의 예방과 치료에 유용한 소재가 될 것으로 기대되며, 향후 제 2형 당뇨병 개선을 위해 더욱 다양한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제52권1호
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• pp.81-88
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• 2020

PGSE의 혈당조절 효과를 평가하기 위하여 제2형 당뇨 동물모델을 이용하여 8주간의 동물실험을 진행한 결과, 고농도 PGSE(600 mg/kg)의 투여는 경구 포도당 내성 및 혈당 수준을 유의적으로 감소시켰으며(p<0.05), 당화혈색소도 유의적으로 낮은 수준을 유지시켰다(p<0.05). 또한, 혈청 인슐린과 렙틴 농도 역시 대조군과 비교하여 PGSE 고농도 처리군에서 유의적으로 감소하였다(p<0.05). PGSE 투여는 db/db 마우스의 골격근에서 인슐린 의존적 세포신호전달경로를 유의적으로 활성화시켰으며, AMPK 인산화를 촉진시키고, 골격근내 포도당 흡수를 위한 GLUT4의 세포막으로의 전이를 대조군 대비 약 1.7배 증가시켰다. 이러한 결과를 근거로 할 때 PGSE는 항 당뇨병 치료제로서의 잠재적 가능성을 가진 것으로 판단된다.

• Molecular & Cellular Toxicology
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• 제4권4호
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• pp.348-354
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• 2008

Bisphenol A (BPA), an environmental endocrine disrupter, enters the human body continuously in food and drink. Young children are likely to be more vulnerable than adults to chemical exposure due to the immaturities of their organ systems, rapid physical development, and higher ventilation, metabolic rates, and activity levels. The direct effect of BPA on peripheral tissue might also be of importance to the development of insulin resistance. However, the influence that BPA has on insulin signaling molecules in skeletal muscle has not been previously investigated. In this study, we examined the effect of BPA on fasting blood glucose (FBG) in post-weaned Wistar rats and on insulin signaling proteins in C2C12 skeletal muscle cells. Subsequently, we investigated the effects of BPA on insulin-mediated Akt phosphorylation in C2C12 myotubes. In rats, BPA treatment (0.1-1,000 ng/mL for 24 hours) resulted in the increase of FBG and plasma insulin levels, and reduced insulin-mediated Akt phosphorylation. Furthermore, the mRNA expression of insulin receptor (IR) was decreased after 24 hours of BPA treatment in C2C12 cells in a dose-dependent manner, whereas the mRNA levels of other insulin signaling proteins, including insulin receptor substrate-1 (IRS-1) and 5'-AMP-dependent protein kinase (AMPK), were unaffected. Treatment with BPA increased GLUT4 expression and protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) activity in C2C12 myotubes, but not in protein levels. We conclude that exposure to BPA can induce insulin resistance by decreasing IR gene expression, which is followed by a decrease in insulin- mediated Akt activation and increased PTP1B activity.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제24권7호
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• pp.1007-1016
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• 2017

다슬기는 예로부터 간염, 간경화, 지방간 등의 치료 및 개선에 이용되어 왔으며, 특히 소변불통, 소갈증(당뇨) 등의 약용으로 이용되어 왔다. 본 연구에서는 이러한 다슬기를 대상으로 항당뇨에 대한 효능을 과학적으로 검증하고 그 기작을 규명하고자 하였다. 먼저 다슬기의 생물학적 기능성을 높이기 위해 효소 가수분해를 실시하였으며, protamex에 의한 가수분해도는 10시간 후 약 43% 수준을 나타내었다. PTP1B는 인슐린 신호전달기전에서 IRS-1의 인산화를 방해하여 인슐린 민감성을 저해시키는 효소이다. protamex를 이용한 다슬기 가수분해물(MPH)의 PTP1B에 대한 저해활성은 $15.42{\pm}1.1{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$ 값을 나타내어 양성대조군 ursolic acid의 $16.7{\mu}g/mL$ 보다 높은 저해활성을 보이면서 강한 항당뇨 활성 소재로서의 가능성을 보였다. 이에 따라 유리지방산을 이용하여 C2C12 myoblast에서 인슐린 저항성을 유도하고, MPH에 의한 포도당 흡수 정도를 확인하였다. 그 결과, 1 mM PA 처리에 의해 약 32% 수준으로 떨어진 포도당 흡수율은 MPH 처리에 의해 약 199% 수준으로 증가하였다. 또한 장기간 고농도의 포도당(30 mM)에 의해 유도된 당독성 조건에서 MPH는 췌장의 베타세포 INS-1 세포의 생존율을 증가시키고, 대조군에 비해 약 160% 인슐린 mRNA 발현량을 증가시켰다. 이러한 결과에서 MPH는 PTP1B 활성을 저해함으로써 인슐린 신호전달 기작을 활성화하고, 인슐린저항성 환경에서 포도당 흡수를 증진시켜 인슐린저항성을 개선하며, 나아가 고농도 포도당에 의해 유도되는 당독성환경에서 췌장 베타세포를 보호하고 인슐린 mRNA발현량을 정상화할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권11호
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• pp.1836-1844
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• 2016

Adipogenesis is one of the cellular processes and a highly controlled program. Nowadays, inhibition of adipogenesis has received attention as an effective way to regulate obesity. In the current study, we investigated the inhibition effect of a chloroform extract of Pleurotus eryngii var. ferulae 'Beesan No. 2' (CEBT) on adipogenesis in 3T3-L1 murine preadipocytes. Pleurotus eryngii var. ferulae is one of many varieties of King oyster mushroom and has been reported to have various biological activities, including antitumor and anti-inflammation effects. Biological activities of 'Beesan No. 2', a new cultivar of Pleurotus eryngii var. ferulae, have not yet been reported. In this study, we found that CEBT suppressed adipogenesis in 3T3-L1 cells through inhibition of key adipogenic transcription factors, such as peroxisome proliferatoractivated receptor ${\gamma}$ and CCAAT/enhancer binding protein ${\alpha}$. Additionally, CEBT reduced the expression of the IRS/PI3K/Akt signaling pathway and its downstream factors, including mammalian target of rapamycin and p70S6 kinase, which stimulate adipogenesis. Furthermore, ${\beta}-catenin$, a suppressor of adipogenesis, was increased in CEBT-treated cells. These results indicate that Pleurotus eryngii var. ferulae 'Beesan No. 2' effectively inhibited adipogenesis, so this mushroom has potential as an anti-obesity food and drug.

• BMB Reports
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• 제33권6호
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• pp.454-462
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• 2000

Interleukin-4(IL-4) is known to be a major cytokine regulating immunoglobulin E(IgE) response by the induction of IgE production and type II IgE receptor(IgER II: CD23) expression. Recently, however, the role of neuroendocrine factors has been implicated in modulating the IgE response. Among various neuroendocrine growth factors, we investigated the effects of the insulin-like growth factor-1(IGF-1) since IL-4 and IGF-1 share common intracellular signaling molecules, such as the insulin receptor substrate-1/2(IRS-1/2) to induce a specific cellular response. In the human peripheral blood mononuclear cell (PBMC) cultures, IGF-1 was capable of inducing a substantial level of IgE production in a dose-dependent manner. It also noticeably upregulated the IL-4-induced or IL-4 plus anti-CD40-induced IgE production. Similarly, the IGF-1-induced IgE production was enhanced by IL-4 or anti-CD40 in an additive manner, which became saturated at high concentrations of IGF-1. Although IGF-1 alone did not induce IgER II (CD23) expression, it augmented the IL-4-induced surface CD23 expression in a manner similar to the action of anti-CD40. These results imply that IGF-1 is likely to utilize common signaling pathways with IL-4 and anti-CD40 to induce IgE and IgER II expression. In support of this notion, we observed that IGF-1 enhanced the IL-4-induced signal transducers and activators of transcription 6(STAT6) activation and independently induced $NF-{\kappa}B$ activation. Both of these bind to the IgE(C) or IgER II (CD23) promoters. Together, our data suggest that IL-4 and IGF-1 work cooperatively to activate STAT6 and $NF-{\kappa}B$. This leads to the subsequent binding of these transcription factors to the $C{\varepsilon}$ and CD23 promoters to enhance the expression of IgE and IgER II. The observed differential ability of IGF-1 on the induction of IgE vs. IgER II is discussed based on the different structure of the two promoters.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제62권4호
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• pp.417-424
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• 2019

이 연구의 목적은 당 대사에 대한 삼색싸리(Lespedeza maximowiczii var. tricolor Nakai; LMTN)의 효과를 조사하는 것이다. LMTN 추출물은 대조군과 비교하여 3T3-L1 지방 세포에서 당 섭취능 및 지질축적을 유의하게 향상시켰다. 또한, 3T3-L1 지방 세포에서 LMTN 추출물은 퍼옥시좀 증식제 활성화 수용체(PPAR)γ, 인슐린수용체기질-1 (IRS-1) 및 포도당수송체(GLUT)4의 단백질 발현을 유의하게 증가시켰다. LMTM 추출물의 당 섭취능 또는 인슐린 신호 전달계의 조절 효과는 양성 대조물질인 트로글리타존 또는 피니톨보다 낮았지만 PPARγ 단백 활성화는 증가하였다. 또한, LMTM 추출물은 인슐린 유사효과를 나타냈다. db/db 마우스에서, LMTN 추출물(250 mg/kg BW)은 물과 식이 섭취량, 혈당, 중성지방과 총 콜레스테롤 함량을 유의적으로 감소시켰다. 더불어 지방과 근육조직에서의 PPARγ 및 GLUT4 mRNA의 발현도 LMTN 추출물 투여군에서 유의적으로 증가되었다. 따라서, 본 연구의 결과는 LMTN 추출물이 3T3-L1 지방세포 및 db/db 마우스에서 PPARγ 및 인슐린 유사효과를 통해 당 대사를 조절하는 것으로 밝혀졌다.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.729-735
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• 2021

제 2 형 당뇨병은 조직의 포도당 흡수 능력에 이상이 있을 때 발생하며, 인슐린에 의한 포도당 섭취와 신진대사는 혈당을 유지하는 기본 활동이며 포도당 섭취는 인슐린이 세포 표면의 수용체에 결합하여 시작되는 다양한 신호 단계를 거친다. 본 연구는 Ecklonia cava에서 분리된 활성 화합물 인 2,7-phloroglucinol-6,6-bieckol이 3T3-L1 지방 세포에서 인슐린 신호전달체계에 따른 포도당 흡수 증가에 미치는 영향에 대한 것이다. 2,7-phloroglucinol-6,6-bieckol 은 3T3-L1 지방 세포에서 농도의존적으로 GLUT4의 발현을 증가시켜 원형질막에서의 glucose uptake 를 증가시켰다. 이는 인슐린 신호 전달 경로에서 2,7-phloroglucinol-6,6-bieckol 에 의한 IRS-1, AKT의 인산화 및 PI3K 활성화에 의한 것이다. PHB는 또한 AMPK 인산화와 활성화를 자극했다. 2,7-phloroglucinol-6,6-bieckol에 의한 PI3K/AKT 및 AMPK 경로의 인산화 및 활성화는 wortmannin (PI3K 억제제) 및 화합물 C (AMPK 억제제)를 사용하여 확인하였다. 본 연구에서 2,7-phloroglucinol-6,6-bieckol 이 3T3-L1 지방 세포에서 PI3K 및 AMPK 경로를 통해 원형질막으로의 GLUT4 전위를 촉진함으로써 포도당 흡수를 증가시킬 수 있음을 나타내었다. 이러한 결과는 2,7-phloroglucinol-6,6-bieckol 가 인슐린 감수성을 개선하는 데 도움이 될 수 있음을 시사한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권6호
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• pp.893-900
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• 2015

최근 경제가 급속히 성장하면서 세계적으로 당뇨병이 심각한 대사성 질환으로 대두되고 있으며 이에 따라 혈당조절에만 초점을 맞춘 경구용 당뇨병 치료제가 아니라 당뇨병을 근본적으로 치료할 수 있는 혈당 강하 소재를 개발하기 위한 연구가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 선행 연구에서 항당뇨 효능이 확인된Ceriporia lacerata 균사체 배양물건조물(CL01)을 제 2형 당뇨병 동물 모델인db/db 마우스에 경구투여하여 CL01이 혈액학적 지표 및 인슐린 신호 전달기전 상의 유관 단백질과 mRNA 발현에 미치는 영향을 평가하였다. CL01을 4주간 투여했을 때 혈당이 지속적으로 감소하였고, 혈청 인슐린, c-peptide 농도도 각각 음성대조군의 55.8%, 40% 수준으로 감소하였다(p<0.05). 인슐린 저항성을 반영하는 지표인 HOMA-IR 수치를 계산한 결과, CL01 투여군에서 인슐린 저항성이 음성대조군 대비 약 62% 개선되었다(p<0.05). 또한 인슐린 신호 전달에 관여하는 pIR, pAkt, pAMPK, GLUT4 단백질 및 Akt2, IRS1, GLUT4 mRNA 발현이 증가하였다. 이들 결과를 통해 CL01이 당 대사 및 인슐린 신호 전달에 관여하는 유관 단백질 및 유전자 발현에 영향을 미치며 이에 따라 인슐린 저항성을 개선하여 혈당을 효과적으로 감소시키는 것을 알 수 있다. 제 2형 당뇨병 환자의 90% 이상이 인슐린 저항성으로 인한 고인슐린혈증, 당내성 장애, 고혈압, 비만 등의 대사 이상이 생길 확률이 증가하기 때문에 CL01의 섭취를 통해 GLUT4 발현을 증가시켜 인슐린 저항성을 낮추는 것이 제 2형 당뇨병의 근본적인 치료에 이용될 수 있을 것으로 사료되며 이 연구가 당뇨병 치료의 추가적인 기전 연구를 위한 기초 증거로 활용될 수 있을 것이다.