한우의 성장단계별 부위 근육발달을 이해하는 것은 도체율 개선에 따른 소득증대와 증체율 증가에 따른 생산효율 향상에 긍정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 한우의 등심과 사태 유래 근육위성세포를 분리 후 세포단위의 발달 및 분화를 비교하여 transcriptome 단위의 작용기전을 제시하였다. 한우의 부위별 근육 유래 근육위성세포의 근섬유의 양은 4일에 가장 높게 나타났고 이후 감소하였다. 한우의 근육위성세포의 발달 단계에 따라 발현되는 총 전사체 유전자의 종류는 사태근육 위성세포에서 높게 나타났다. 등심과 사태 근육 유래 위성세포의 발달단계에 따라 유의적인 차등 유전자 453개를 찾아냈고 이를 이용한 기능유 전체 분석이 필요하다. 등심과 사태유래 근육위성세포를 이용한 동일조건 분화 비교에서 사태유래 근육 위성세포의 분화 시 myosin complex, skeletal muscle contraction, troponin complex, skeletal muscle tissue development 와 같은 근섬유 형성관련 유전자의 발현이 높게 나타나는 것으로 보아 같은 개체의 근육조직에서도 부위별로 차등 발달이 되고 있다는 것을 알 수 있다. 기존 연구에서는 근육의 성장에 대한 이해를 위해 사양과 영양관련 시험이 많이 이루어졌다. 향후 세포단위의 연구들이 많이 이루어져 작용기작에 대한 생물정보 자료를 추가로 적용한다면 한우의 정밀사양을 적용할수 있는 바탕이 마련될 것이다. 또한 근육위성세포의 연구는 추후 동물실험 윤리제도 강화에 따른 비동물 전임상 screening 시험 활용과 대체단백질 산업의 주요 이슈인 배양육 소재 개발 연구와 같이 축산시험연구의 지속적인 확장성에 많은 영향을 미칠 것으로 생각된다.
메추리 근육세포주인 QM7 세포는 다양한 연구에서 이용되고 있다. 세포배양에 있어서, 배양액의 조건은 세포의 성장과 분열에 많은 영향을 미친다고 알려져 있다. 본 연구는 QM7 근육세포 배양에 좀더 적절한 배양액 조성을 맞추어 나가기 위해 진행되었다. 이를 위해 세포배양 시, 기존에 사용하던 배양액에서 10% tryptose phosphate broth(TPB) 대신 2% chicken serum(CS)를 넣어 만든 배양액을 기존 배양액을 사용하는 경우와 비교하였다. CS를 넣어 만든 배양액에서 QM7 근육세포는 가늘고 뾰족한 모양에서 좀더 넓어지는 모양으로 바뀌었다. 또한, 기존 배양액에서보다 CS를 넣어 만든 배양액에서 더 빠르게 성장하고 분열하였다. 이는 세포 계대 후 2일차부터 증가하기 시작하여 3일차부터는 세포수가 유의적으로 많았다. CS를 넣은 배양액에서 유지한 근육세포는 분화 전에는 그 미분화 상태를 잘 유지하고 있다가, 분화를 유도하면 근관 형성이 잘 일어나 길이가 좀더 길고 일정하게 분화되는 것을 확인하였다. 이상의 결과에 따라, QM7 근육세포를 배양하는데 있어서 TPB를 이용하는 것보다 CS를 이용하면, 세포의 유지 및 분화에 있어 더 좋은 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.
Upadhaya, Santi Devi;Chung, Thau Kiong;Jung, Yeon Jae;Kim, In Ho
Animal Bioscience
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제35권3호
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pp.461-474
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2022
Objective: This experiment investigated the effects of supplementing vitamin D3-fortified sow and progeny diets with 25(OH)D3 on growth performance, carcass characteristics, immunity, and pork meat quality. Methods: The present study involved the assessment of supplementing the diet of sows and their progeny with or without 25 (OH)D3 in a 2×2 factorial arrangement on the performance and production characteristics of wean-finish pigs. Forty-eight multiparous sows were assigned to a basal diet containing 2000 IU/kg vitamin D3 and supplemented without (CON) or with (TRT) 50 ㎍/kg 25 (OH)D3. At weaning, a total of 80 pigs each from CON and TRT sows were allocated to weaning and growing-finishing basal diets fortified with 2,500 and 1,750 IU/kg vitamin D3 respectively and supplemented without or with 50 ㎍/kg 25(OH)D3. Results: Sows fed 25(OH)D3-supplemented diets improved pre-weaning growth rate of nursing piglets. A significant sow and pig weaning diet effect was observed for growth rate and feed efficiency (p<0.05) during days 1 to 42 post-weaning. Pigs consuming 25(OH)D3-supplemented diets gained weight faster (p = 0.016), ate more (p = 0.044) and tended to convert feed to gain more efficiently (p = 0.088) than those fed CON diet between days 98 and 140 post-weaning. Supplemental 25(OH)D3 improved water holding capacity and reduced drip loss of pork meat, increased serum 25(OH)D3 level, produced higher interleukin-1 and lower interleukin-6 concentrations in blood circulation, downregulated myostatin (MSTN) and upregulated myogenic differentiation (MYOD) and myogenic factor 5 (MYF5) gene expressions (p<0.05). Conclusion: Supplementing vitamin D3-fortified sow and wean-finish pig diets with 50 ㎍/kg 25(OH)D3 significantly improved production performance suggesting their current dietary vitamin D3 levels are insufficient. In fulfilling the total need for vitamin D, it is strongly recommended to add 50 ㎍/kg 25(OH)D3 "on top" to practical vitamin D3-fortified sow and wean-finish pig diets deployed under commercial conditions.
가축의 골격근은 동물성 단백질 식품으로서 중요한 역할을 하며, 가금육의 소비는 전세계적으로 꾸준히 증가하고 있다. 근육의 형성과 발달에는 근형성조절인자를 포함한 많은 유전자들이 관여하며, 발달 단계에 따라 유전자 발현의 정확한 조절이 필요하다. 본 연구에서는 근육에서 특이적으로 발현하는 유전자를 선발하고, 해당 유전자의 프로모터를 클로닝하고 기능을 분석하였다. 동물의 조직별 유전자 발현을 분석한 결과, 다수의 유전자들이 골격근 특이적인 발현양상을 보였는데, 특히 TNNT3와 TNNC2, MYF6 유전자들은 가금에서도 유사한 양상을 나타냈다. TNNT3, TNNC2, MYF6 유전자의 프로모터 부위를 중합효소연쇄반응을 통해 각각 1.2 kb, 1.03 kb, 1.43 kb씩 증폭하여, 녹색형광단백질 유전자를 포함한 벡터의 앞부분에 삽입하였다. 염기서열 분석 결과, 세 프로모터는 기존에 밝혀진 유전체 서열과 거의 일치함을 확인하였다. QM7 메추리 근육세포주에서 각각의 프로모터를 포함한 벡터를 도입한 결과, 세 프로모터 모두녹색형광단백질을 성공적으로 발현시켰다. 녹색 형광의 밝기는 대조군으로 사용한 CMV-IE 프로모터와 비교 시, 약 7배 정도 어두웠다. 클로닝한 프로모터들에는 230개 이상의 전사인자들이 결합할 수 있을 것으로 예측되었으며, 특히 MYF5나 MYOD, MYOG와 같은 근형성조절인자를 포함한 근육에서 발현하는 다양한 전사인자들이 결합할 수 있을 것으로 예측되었다. 이 프로모터들은 가금의 근육세포에서 유전자 발현을 유도하는 연구에 활용이 가능할 것이며, 추후연구를 통해 프로모터 부위별 발현 조절 기능 연구가 필요할 것으로 사료된다.
표준물질 Alpha-chaconine과 alpha-solanine에 대한 LC-MS 분석을 통해서 농도별 기준을 정하고 추출시료의 농도를 정량분석 하였다. LC-MS 분석을 통한 정량선 작성 결과 두 화합물 모두 0.16~5,000ng/mL 농도 구간에서 검량선을 확인할 수 있었다. 건조시료에서 alphachaconine 2.05mg/g, alpha-solanine 0.60mg/g으로 총합 2.65mg/g의 알칼로이드를 함유한 것으로 나타났다. 열수추출물의 경우 총합 2.23mg/g, 에탄올 추출물에서는 총합 0.52mg/g으로 알칼로이드 함량이 에탄올 추출물에서 가장 낮게 나타났다. 아트로핀 표준물질에 대한 LC-MS 분석 결과 m/z 290의 SIM mode에서 검출하였다. 가지와 토마토 추출물에서 아트로핀 화합물이 미검출 되었으며, 실험에 사용된 시료에서는 아트로핀 화합물의 함유가 작아 정량분석에 적합하지 않은 것으로 나타났다. Fig. 8에 나타나는 제1위 소화율 시험에서 감자와 Zilmax를 첨가한 시료에서 유의적으로 소실이 진행되었고 가지의 경우 완만하게 소실되었다. 소실되는 건물내 존재하는 글라이코 알칼로이드 농도를 측정해 본 결과 α-solanine과 α-chaconine 농도 모두가 감소하였고 특히 섭취 후 8시간에서 12시간 내에 완전 소화되는 것을 확인하였다. 알칼로이드 사료첨가물을 20일간 급여한 거세한우 32두의 혈액 내 대사물질을 측정한 결과 유리지방산(NEFA)의 경우 가지처리구와 대조구에서는 다른 대사물질과 유사하게 증가하였는데 Zilmax와 감자 처리구에서는 반대로 감소하는 현상을 나타내었다. 이러한 결과로 감자추출물이 유리지방산에 작용기작이 β-adrenergic agonist인 Zilmax와 유사한 작용을 한다는 것을 알 수 있었다.
최근 들어 심부전증을 치료하기 위한 새로운 방법으로 골수줄기세포를 심근에 이식하여 신생혈관을 생성하거나 새로운 심근 생성을 조장하여 심장기능을 개선시키려는 노력이 활발히 진행되고 있다. 저자들은 심근경색 후 심근의 기능이 저하된 환자에서 심장박동 상태에서 관상동맥우회술 (OPCAB)과 우회술이 불가능한 부위의 골수줄기세포 이식을 동시에 시행한 연구결과를 보고하고자 한다. 대상 및 방법: 관상동맥우회술과 골수줄기세포 이식을 동시에 시행 받았던 4명의 남자 환자를 대상으로 하였다 대상 환자의 평균연령은 58세(48∼73세)로 모두 불안정성 협심증으로 심근경색의 기왕력이 있었다. 환자의 장골에서 골수를 채취한 후 단핵세포만을 분리하였으며(평균 세포 수 1.5 ${\times}$$10^{9}$ 개), 이 중에는 평균 6.7${\times}$$10^{6}$ CD34 + 세포와 3.7 ${\times}$$10^{6}$ AC133 + 세포가 포함되었다. 분리된 단핵세포는 10 cc로 농축하였다. 수술은 관상동맥우회술이 가능한 좌전하행지 부위에는 OPCAB을 시행하고, 나머지 우회로술이 불가능한 심근에는 분리한 단핵세포를 이식하였다. 이식 전 모든 환자는 심초음파, MIBI scan 및 자기공명영상(MRI)으로 심근의 기능을 검사하였다. 수술 후 1개월에 심초음파 및 MIBI scan을 시행하여 수술 전과 비교하였다 결과: 평균 이식편수는 2개였으며, 수술 후 사망이나 부정맥 등 합병증은 없었다. 수술 후 1개월 추적검사에서 모든 환자의 증상은 호전되었으며, 심초음파상에서 좌심실 박출계수는 49%에서 55%로 개선되었고, MIBI scan에서 세포이식 부위의 현저한 관류 개선이 모든 환자에서 있었다. 결론: 심장박동 상태에서 관상동맥우회술(OPCAB)과 우회술이 불가능한 부위에 골수줄기세포 이식을 동시에 시행하는 것은 안전하면서도 심장기능의 개선을 보여주었다. 그러나 심장기능의 개선이 골수줄기세포 단독의 효과라고 단정하기는 어려우며, 따라서 대조군을 이용한 연구가 이어져야 할 것으로 생각된다.
본 연구의 목적은 저항성 운동 후 골격근에서 저항성 관련 유전자를 규명하는 것이다. 연구 목적을 달성하기 위하여 총 32두의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐를 분양 받은 후 4주차 통제군(4 wks CON, n=8), 8주차 통제군(8 wks CON, n=8), 4주차 운동군(4 wks REG, n=8), 8주차 운동군(8 wks REG, n=8)으로 집단을 분류하였다. 저항성 운동군은 꼬리에 무게를 달고 동물용 사다리(1-m vertical, 85 degree incline)를 오르는 저항성 사다리 운동을 1회 10번, 주당 3일, 4주와 8주간 점증적으로 실시하였으며, 골격근 조직은 저항성 운동 후 장무지굴근(flexor hallucis longus; FHL)을 적출하여 분석에 이용하였다. 적출한 골격근에서 total RNA를 분류한 후, 대규모 유전자 발현분석을 위하여 Illumina RatRef-12 Expression BeadChip을 이용한 Beadarray를 시행하였으며, Beadarray 결과를 확인하기 위해 qPCR (real-time quantitative PCR)를 실시하였다. 유의성 검증은 Beadstudio software를 이용하여 실시하였으며, Beadarray 데이터 중 Detection p-value to <0.01, M-value {M= $log_2$ (condition)-$log_2$ (reference)} to >1.0, DiffScore to >20인 유전자만을 통계적으로 의미 있는 유전자로 선택하였다. 4주차 저항성 운동 후 통제집단에 비해 2배 이상 유의하게 발현이 증가한 유전자는 30개였으며, 6개의 유전자가 감소하였다. 8주차 저항성 운동 후에는 5개의 유전자가 발현이 증가하였으며, 12개의 유전자가 유의하게 감소하였다. 연구결과 다음의 유전자를 포함한 저항성 운동과 근비대와 관련 후보 유전자를 도출하였다; 1) 세포 성장 조절(IGFBP1, PLA2G2A, OKL38); 2) 근육발생(CSRP3); 3) 조직 재생과 근육 발달(MUSTN1, MYBPH); and 4) 비대 모델(CYR61, ATF3, NR4A3); and 5) 당대사(G6PC, PCK1). 이러한 연구결과는 차후 저항성 운동과 관련된 다양한 생리학적 변인을 연구하는데 있어서 기초 자료를 제공할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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