민간요법에서 항당뇨 및 항비만 효과가 있는 것으로 알려진 길경의 항당뇨 효과가 있는 지 여부를 in vitro에서 조사하기 위해서 길경을 70% 에탄올로 추출한 후 메탄올과 물을 섞은 용액으로 단계별로 XAD-4 column으로 분획하였다. 본 연구에서는 1) 3T3-L1 섬유아세포와 지방세포에서 길경의 추출 분획물이 인슐린처럼 작용하는 인슐린성 물질이거나, 2) 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 물질이거나, 또는 3) 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 향상시키거나, 4) 베타세포의 기능과 양을 증가시키는데 관여하는 유전자인 IRS-2, glucokinase, PDX-1의 mRNA 발현을 향상시키거나, 5) $\alpha-glucoamylase$ 활성을 억제하는 물질로 작용하는 지 여부를 조사하였다. 길경 추출 분획물은 인슐린성 물질로 작용하지 않았다. 반면에 0, 20와 100%메탄올층은 3T3-L1 지방세포에서 인슐린 자극에 의한 포도당 흡수를 증가시켰다. 이 분획층 중에서 특히 0%과 100% 메탄올 분획층은 분화 유도물질의 작용을 향상시켜 3T3-L1 섬유아세포에서 지방세포로의 분화 및 중성 지방의 축적을 증가시켰다. 그러므로 이들은 $PPAR-{\gamma}$ agonist로 작용하는 물질을 함유할 가능성이 매우 높다. 인슐린을 분비하는 세포인 Min6 세포에서 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 향상시키는 지 여부를 조사하였는데 20, 80 그리고 100% 메탄올층은 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 증가시켰다. 그 기전은 인슐린 분비와 베타세포의 증식에 관여하는 유전자의 IRS-2, glucokinase 그리고 PDX-1의 mRNA의 양을 증가시키는 것과 관련이 있다. 결론적으로 길경은 지방 세포의 분화를 촉진하는 물질, 인슐린 민감성을 향상시키는 물질 그리고 베타세포의 기능과 증식을 촉진시키는 물질을 함유하고 있으므로 우리나라 및 아시아의 사람들에서 많이 유발되는 비만을 동반하지 않은 당뇨병 및 인슐린 저항성의 치료와 예방에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 췌장 베타세포의 인슐린 분비 촉진 물질로 선별된 방선균 배양액에서 유래한 YHB-2017 (genistein)의 인슐린 분비 촉진 활성의 특성을 조사하고 그 작용 기전을 밝히고자 하였다. YHB-2017는 췌장소도에서 glucose 농도가 16 mM일 때 농도 의존적으로 인슐린 분비를 대조군에 비해 2배 이상 촉진시켰으며, 5.5 mM 이하의 glucose 농도에서는 인슐린 분비 촉진 활성이 거의 없는 것으로 나타났다. MIN6 세포를 이용한 YHB-2017의 인슐린 분비 촉진 활성 특성을 분석한 결과, PKA inhibitor (H89)에 의해서 활성이 저해되었으며, 세포막의 $K_{ATP}$ channel를 배제하고 단순히 칼슘이온을 최대로 세포내로 유입시킨 조건인 diazoxide ($200\;{mu}M$)와 KCI (35 mM)를 첨가한 경우에 YHB-2017는 인슐린 분비 촉진 활성을 나타내 $K_{ATP}$ channel-independent pathway를 통한 인슐린 분비 촉진 기전을 추정할 수 있었다. 베타세포의 단백질 인산화에 대한 영향을 조사한 결과 YHB-2017는 고농도 glucose 조건에서만 PKA 기질과 cAMP response element-binding protein (CREB)의 인산화를 증가시키는 것으로 나타났고, PKC 기질의 인산화에는 영향이 없었다. 또한, YHB-2017를 18시간동안 베타세포에 처리하였으나 인슐린 유전자 발현에는 영향을 주지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 YHB-2017는 기존의 sulphonylurea 계열 약물과는 다른 작용 기전에 의해 췌장 베타세포에서 인슐린 분비를 촉진시키며, 그 기전은 PKA경로를 통해 amplify 신호를 활성화시키는데 관여하는 것으로 추정된다.
A new quantitative method was developed for separation of three interactive physiological factors (hepatic glucose balance, peripheral tissue's insulin resistivity, and insulin secretion rate) influencing glucose intolerance in diabetic mellitus using an equivalent circuit model and the intravenous glucose tolerance test (IVGTT) in six dogs and twenty two humans. The results show that the estimated model parameters of the above three factors are useful for evaluating different glucose-insulin kinetics in normal and diabetic subjects.
Kim, Eun-A;Yang, Seung-Ju;Choi, Soo-Young;Lee, Woo-Je;Cho, Sung-Woo
BMB Reports
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제45권8호
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pp.458-463
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2012
We investigated the mechanisms involved in KHG26377 regulation of glutamate dehydrogenase (GDH) activity, focusing on the roles of SIRT4 and SIRT3. Intraperitoneal injection of mice with KHG26377 reduced GDH activity with concomitant repression of glucose-induced insulin secretion. Consistent with their known functions, SIRT4 ribosylated GDH and reduced its activity, and SIRT3 deacetylated GDH, increasing its activity. However, KHG26377 did not affect SIRT4-mediated ADP-ribosylation/inhibition or SIRT3-mediated deacetylation/activation of GDH. KHG26377 had no effect on SIRT4 protein levels, and did not alter total GDH, acetylated GDH, or SIRT3 protein levels in pancreatic mitochondrial lysates. These results suggest that the mechanism by which KHG26377 inhibits GDH activity and insulin secretion does not involve ADP-ribosylation of GDH by SIRT4 or deacetylation of GDH by SIRT3.
We investigated the in vivo effect of an aqueous extract (referred to as EF) from Eriobotryae folium on glucokinase and hexokinase activities of diabetes mellitus induced by $interleukin-1{\beta}\;(IL-1{\beta})$. After 1 week of $IL-1{\beta}$ injection, the levels of serum glucose concentration and insulin secretion were dramatically increased. However, the insulin secretion was decreased with administration of EF. The level of glucose concentration was decreased by EF administration. Furthermore, it was observed that EF was effective in recovering the levels of insulin secretion. Enzyme activities of the glucokinase and hexokinase, which are key enzymes of glucose phosphorylastion, were decreased by $IL-1{\beta}$. EF administration to the mice allowed proportional increasing by stimulation of induction of enzyme activities as high as normal group. These results suggested that EF is highly effective in treatment of diabetes mellitus induce by $IL-1{\beta}$.
Diabetes is a major cause of morbidity and mortality, and associated with a high risk of atherosclerosis, and liver, kidney, nerve and tissue damage. Defective insulin secretion in pancreas and/or insulin resistance in peripheral tissues is a central component of diabetes. It is well established that, regardless of the degree of muscle insulin resistance, glucose levels in diabetic and non-diabetic individuals are determined by the rate of hepatic glucose production. Moreover recently studies using liver-specific insulin receptor knockout mice show the paramount role of the liver in insulin resistance and diabetes. Insulin exerts a multifaceted and highly integrated series of actions via its intracellular signaling systems. The first major section of this review defines the major insulin-mediated signaling pathways including phosphatidylinositol 3-kinase and mitogen activated protein kinases. The second major section of the review presents a summary and evaluation of methods for determination of the role and function of signaling pathways, including methods for determination of kinase phosphorylation, the use of pharmacological inhibitors of kinase and dominant-negative kinase constructs, and the application of new RNA interference methods.
The relation of endocrine in the western medicine and zangfu-organ functions in Korean medicine, related to growth disturbance, was studied and derived the following results. 1. The hormone most related to growth disturbance is, directly secreted from the anterior pituitary or is stimulated and secreted in the target grands, growth hormone, thyroid, adrenocortical hormone, gonadial hormone and is insulin secreted from $\beta$ cell of langerhans' slands of pancreas. 2. the pituitary has the most close relation with the kidney in the five zang-organ. Because the kidney is innate origin(先天之本) and promotes qi and blood(生化氣血), stores the essence of life(藏精), dominates the bones(主骨) and promotes the marrow(生骨髓). Especially it is connected with brain(通於腦). 3. In the children growth, the endocrine action in the pituitary has the most close relation with the kidney, As in the reports of the brain and spinal cord, bone, store essence of life, sexual maturation and decline(kidney-qi, sexual functions of both sexes(天癸)) etc, and cause of cretinism, dwarf in the main subject. 4. Somatomedin is the most important factor of the growth factors, IGF in another word. The unification of IGF and secretion is controlled firstly according to growth hormone, however is very closely related to the nutrition status in the non-hormonic causes. Also, it is affected very much by the insulin. 5. Insulin is one of the important hormone related to the growth and is secreted from the pancreas. Pancreas belongs to the functional system of spleen in oriental medicine, thus the growth disturbance, occurred due to error in insulin secretion and nutrition(in another words, the lack of postnatal essential substance from food-stuff(水穀精氣)), is closely related to the spleen. 6. From the results driven above, the hormone action of endocrine and problem in secretion, related to the growth disturbance, must be focused on the differentiation of symptoms and signs of the kidney and the spleen in oriental medicine.
최근 사람연구에서는 심부전과 관련하여 발생하는 인슐린 저항성이나 공복혈당 이상과 같은 혈당 대사 이상 중요한 예후인자로 받아들여지고 있다. 그러나 심부전이 있는 개에서 이와 관련된 연구는 매우 드물다. 따라서 본 연구는 혈당대사이상이 이첨판 폐쇄 부전증이 있는 개에서도 나타날 것이라고 가정하였다. 총 113마리의 보호자가 있는 개를 대상으로 혈중 insulin, glucagon, fructosamine, glucose 를 측정하였으며, 인슐린 저항성은 homeostatic model assessment (HOMA) score를 이용하였다. 실험결과 혈중 인슐린 농도는 심장병이 심해짐에 따라서 유의성 있게 감소함을 확인하였다. 반면, fructosamine, HOMA score, and 공복 혈당은 심부전의 심각도와 어떠한 상관성도 보이지 않았다. 인슐린 농도, fructosamine, HOMA 의 경우 body condition scores (BCS)와 양의 유의적 상관관계를 보였으나, 혈당의 경우 그러지 않았다. 심부전과 BCS와의 음의 유의적 상관관계 또한 확인 되었다. 본 연구를 바탕으로 자연적으로 발생한 이첨판 폐쇄부전증에 따른 심부전 환자에서 심장 병이 심해짐에 따라서 인슐린 분비 기능이 감소함을 확인하였다.
The proliferation of mesangial cells has been associated with the development of diabetic nephropathy. The cell proliferation has been regulated by diverse growth factors. Among them, insulin like growth factors(IGFs) are also involved in the pathogenesis of diabetic nephropathy. However, it is not yet known about the effect of high glucose on IGF-I and IGF-II secretion and the relationship between high glucose-induced secretion of IGFs and PKC or oxidative stress in the mesangial cells. Thus, we examined the mechanisms by which high glucose regulates secretion of IGFs in mesangial cells. High glucose(25 mM) increased IGF-I and IGF-II secretion. High glucose-induced increase of IGF-I and IGF-II secretion were blocked by taurine($2{\times}10^{-3}$ M), N-acetyl cystein(NAC, $10^{-5}M$), or GSH($10^{-5}M$) (antioxidants), suggesting the role of oxidative stress. High glucose-induced secretion of IGF-I and IGF-II were blocked by H-7, staurosporine, and bisindolylmaleimide I(protein kinase C inhibitors). On the other hand, high glucose also increased lipid peroxide (LPO) formation in a dose dependent manner. In addition, high glucoseinduced stimulation of LPO formation was blocked by PKC inhibitors. These results suggest that PKC is responsible for the increase of oxidative stress in the action of high glucose-induced secretion of IGF-I and IGF-II in mesangial cells. In conclusion, high glucose stimulates IGF-I and IGF-II secretion via PKCoxidative stress signal pathways in mesangial cells.
맥문동(Liriope platyphylla)은 한국과 중국에서 전통적으로 당뇨, 비만, 뇌신경질환, 천식 등의 치료를 위해 사용 해온 치료제이다. 최근에 이들 맥문동으로부터 새로운 치료제를 개발하려는 노력이 활발히 진행 중이지만 아직도 유력한 치료후보제는 확보되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 맥문동의 새로운 추출물을 이용하여 당뇨치료 제로서의 가능성을 평가하기 위하여 새로운 방법으로 10가지 후보물질을 추출하고 이들의 독성과 효능을 평가하였다. 그 결과 10가지 추출물 중에서 LP9M80-H가 인슐린 분비를 가장 많이 촉진하였고 다음으로는 LP-H, LP-M, LP-E과 LP9M80-C 등의 순서로 촉진을 하였으나 나머지는 인슐린 분비를 촉지하지 못하였다. 그러나 이들 물질은 인슐린 분비를 촉진하는 농도에서 강한 세포 독성을 나타내었다. 따라서 이들 물질 중에서 가장 효능이 좋은 LP9M80-H의 치료용 최적농도를 설정하였으며, 대략 100-25 ug/ml가 최적농도로 결정되었다. 이러한 결과는 맥문동 추출물 중에서 LP9M80-H가 췌장 $\beta$-세포의 인슐린 분비능을 유도하는 새로운 당뇨치료 후보물질로서 향후에 사용될 가능성을 시사하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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