• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제14권2호
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• pp.75-82
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• 2010

이 연구는 제2형 당뇨 모델 동물인 Goto-Kakizaki(GK) 흰쥐를 사용하여 운동과 셀레늄 투여가 미토콘드리아 생성과 기능 향상을 조절하는 전사 인자의 발현 변화와 현상학적으로 당뇨의 증상 개선을 유도할 수 있는지를 구명하기 위해 실시하였다. 실험동물은 52주령된 GK 수컷 흰쥐로 24 m/min, 30 min/day, 5 days/week, 총 6주간 트레드밀 런닝을 실시하였다. Sodium selenite(5 umol/kg)는 selenium 집단과 combination 집단에 1주일에 5일씩 6주간 복강에 주입하였다. 운동과 셀레늄 투여는 미토콘드리아의 생성에 관여하는 peroxisome proliferators-activated receptor gamma coactivator-1alpha(PGC-$1{\alpha}$), nuclear respiratory factors(NRF-1), 그리고 mitochondrial transcription factor A(Tfam) 발현을 증가시켰으며, 그 결과로 미토콘드리아량의 지표 단백질인 cytochrome C도 증가를 보였다. 특히, 운동이나 셀레늄의 단독적인 처치보다는 운동과 셀레늄 병행 처치가 미토콘드리아의 생성 및 활성 증가, 그리고 포도당 내성에 긍정적인 효과를 보였다. 따라서, 본 연구에서 수행된 운동과 셀레늄 투여 처치는 당뇨의 개선 효과 및 당뇨 질환과 관련된 미토콘드리아의 기능 향상에 긍정적인 효과를 보이는 것으로 나타났다.

• 대한한의정보학회지
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• 제21권1호
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• pp.14-22
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• 2015

Flavonoids show diverse bioactivities, such as anti-oxidant, anti-cancer, anti-allergic, anti-inflammatory, and anti-viral. Quercetin is one of the flavonoids present in a wide range of plants, especially onions and consumed all over the world. Recently, it is known that quercetin induces mitochondrial biogenesis in vivo and in vitro. However, detail mechanism of these actions remains unknown. We investigated quercetin's effects on mitochondrial biogenesis in HepG2 cells, and determined the mechanisms involved. We found that quercetin treatment induced the expression of mitochondrial biogenesis activators, $PGC-1{\alpha}$, NRF-1, TFAM, and mitochondrial proteins, cytochorome c and complex IV (COXIV). Moreover, amount of mitochondrial DNA was also increased by quercetin. Quercetin has been known to induce heme oxygenase (HO)-1 in several types of cells. Here, we found quercetin induces HO-1, and inhibition of HO-1 or CO, which is product of HO-1, decreased quercetin-induced mitochondrial biogenesis such as induction of $PGC-1{\alpha}$, NRF-1, TFAM, cytochorome c, COXIV, and mitochondrial DNA. These findings imply that quercetin can increase mitochondrial biogenesis via HO-1/CO system. High glucose results in dysfunction of mitochondria biogenesis. In the present study, 25 mM glucose decreased mitochondrial biogenesis and this damage was restored by quercetin. Conversely, inhibition of HO-1 or CO inhibited quercetin-induced mitochondrial biogenesis rescue. These results suggest that quercetin enhances mitochondrial biogenesis via HO-1/CO system and hence, can rescue mitochondria from damage by high glucose.

• 대한화장품학회지
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• 제38권3호
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• pp.237-245
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• 2012

쿠메스트롤은 식물이 스트레스에 대항해 합성하는 phytoalexins의 일종으로, 알팔파 새싹, 클로버, 콩나물에서 일반적으로 발견된다. 본 연구에서는 쿠메스트롤의 자외선에 의해 유도되는 피부 진피세포 광노화 예방 효능에 관한 연구를 실시하였다. 쿠메스트롤 전처리는 자외선 B 조사에 의해 감소된 Sirt1 단백질 발현 및 활성과 하위 미토콘드리아 생합성 관련 유전자인 PGC-$1{\alpha}$, NRF1, TFAM의 발현 변화를 감소시켰다. 또한, ATP 및 ROS 생성량을 정상화시키고 피부 노화를 유도하는 최종당화산물 생성을 억제하였다. 이상의 결과에서 쿠메스트롤은 자외선 조사에 의해 발생하는 진피 세포 내 미토콘드리아 손상 및 이에 따른 당화 단백질 생성을 감소시킴으로써 피부 광노화 현상으로부터 보호할 수 있음을 확인하였다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제11권2호
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• pp.121-129
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• 2017

BACKGROUND/OBJECTIVES: The study was conducted to evaluate the effects of dietary leucine supplementation on mitochondrial biogenesis and energy metabolism in the liver of normal birth weight (NBW) and intrauterine growth-retarded (IUGR) weanling piglets. MATERIALS/METHODS: A total of sixteen pairs of NBW and IUGR piglets from sixteen sows were selected according to their birth weight. At postnatal day 14, all piglets were weaned and fed either a control diet or a leucine-supplemented diet for 21 d. Thereafter, a $2{\times}2$ factorial experimental design was used. Each treatment consisted of eight replications with one piglet per replication. RESULTS: Compared with NBW piglets, IUGR piglets had a decreased (P < 0.05) hepatic adenosine triphosphate (ATP) content. Also, IUGR piglets exhibited reductions (P < 0.05) in the activities of hepatic mitochondrial pyruvate dehydrogenase (PDH), citrate synthase (CS), ${\alpha}$-ketoglutarate dehydrogenase (${\alpha}$-KGDH), malate dehydrogenase (MDH), and complexes I and V, along with decreases (P < 0.05) in the concentration of mitochondrial DNA (mtDNA) and the protein expression of hepatic peroxisome proliferator-activated receptor-${\gamma}$ coactivator $1{\alpha}$ (PGC-$1{\alpha}$). Dietary leucine supplementation increased (P < 0.05) the content of ATP, and the activities of CS, ${\alpha}$-KGDH, MDH, and complex V in the liver of piglets. Furthermore, compared to those fed a control diet, piglets given a leucine-supplemented diet exhibited increases (P < 0.05) in the mtDNA content and in the mRNA expressions of sirtuin 1, PGC-$1{\alpha}$, nuclear respiratory factor 1, mitochondrial transcription factor A, and ATP synthase, $H^+$ transporting, mitochondrial F1 complex, ${\beta}$ polypeptide in liver. CONCLUSIONS: Dietary leucine supplementation may exert beneficial effects on mitochondrial biogenesis and energy metabolism in NBW and IUGR weanling piglets.

• BMB Reports
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• 제45권1호
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• pp.51-56
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• 2012

The purpose of this study was to determine the effects of duration and timing of glucocorticoid treatment on the expansion and differentiation of porcine neonatal pancreas cell clusters (NPCCs) into ${\beta}$-cells. After transplantation of NPCCs, the ductal cyst area and ${\beta}$-cell mass in the grafts both showed positive and negative correlations with duration of dexamethasone (Dx) treatment. Pdx-1 and HNF-3${\beta}$ gene expression was significantly downregulated following Dx treatment, whereas PGC-1${\alpha}$ expression increased. Pancreatic duct cell apoptosis significantly increased following Dx treatment, whereas proliferation did not change. Altogether, transdifferentiation of porcine NPCCs into ${\beta}$-cells was influenced by the duration of Dx treatment, which might have been due to the suppression of key pancreatic transcription factors. PGC-1${\alpha}$ plays an important role in the expansion and transdifferentiation of porcine NPCCs, and the initial 2 weeks following transplantation of porcine NPCCs is a critical period in determining the final ${\beta}$-cell mass in grafts.

• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.837-845
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• 2019

본 연구에서는 고지방식이로 유발된 비만 쥐의 골격근에서 유산소 운동과 레스베라트롤 투여가 미토콘드리아 생합성에 미치는 영향을 조사하였다. 4주령 C57BL/6의 수컷 쥐를 이용하여, 일반 식이 그룹(NC, n=10), 고지방식이 그룹(HR, n=10), 레스베라트롤 투여와 고지방식이 그룹(HRe, n=10), 유산소 운동 그룹(HE, n=10)으로 분류하였다. 유산소 운동은 16주 동안 40~60 min/day 동안 10-14m/min, 0% grade의 강도로 주당 4회 트레드밀 운동을 실시하였고, 레스베라트롤은 16주 동안 1일 1회, 주당 4회 체중 당 25 mg/kg을 투여하였다. COX-IV mRNA 발현은 NC와 HC 그룹 간에 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), HE 그룹의 SIRT-3, $PGC-1{\alpha}$ 및 COX-IV mRNA 발현은 HC 및 HRe 그룹에 비해 유의하게 증가하였다(p<0.05). 또한, 오직 HE 그룹의 $PGC-1{\alpha}$ 및 COX-IV mRNA의 발현만이 HC 그룹에 비해 유의하게 증가하였다(p<0.05). 이상의 결과를 종합해보면, 고지방식이로 유발된 비만 쥐는 골격근에서 미토콘드리아 생합성 유전자 발현에 영향을 나타내지 않는 것으로 보인다. 하지만, 유산소 운동 훈련은 고지방식이로 유발된 비만 쥐의 골격근에서 미토콘드리아 생합성 유전자 발현을 증가시키는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 레스베라트롤 투여가 아닌 유산소 운동이 고지방식이로 유도된 쥐의 골격근에서 미토콘드리아 생합성에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 시사한다.

• 대한본초학회지
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• 제28권3호
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• pp.95-106
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• 2013

Objectives : The researcher investigated the anti-obesity effect of Alismatis Orientale Rhizoma(AP) water extract in mice fed a high fat diet and focused on the analysis of local area adipose tissue. Methods : Male ICR mice were divided into three groups, which were fed either a normal AIN diet, a 45% high fat diet (CT group), or a high fat diet and orally administration with a concentrations of 100 mg/kg (AP100 group) and 300 mg/kg body weight (AP300 group) for eight weeks. Results : As compared with CT group, AP100 group showed significant reductions in absolute weight of liver. As compared with CT group, AP100 group and AP300 group showed significant reductions in weight gain and relative weight of total fat. AST, triglyceride, total-cholesterol levels from the AP 100 group and 300 group were significantly lower than those of the CT, and ALT, LDL-cholesterol levels from the AP 100 group was significantly lower than those of the CT. But serum HDL-cholesterol levels from the AP 100 group and 300 group were significantly higher than those of the CT. And serum adiponectin levels from the AP 100 group was significantly higher than those of the CT. In result of real time PCR, all mRNA expression(PEPCK, G6Pase, PGC-$1{\alpha}$ and $ERR{\gamma}$) of two experimental groups were significantly decreased compared to those of CT group. The treatment with AP on local abdominal area made a fat cell size lessen on the fat tissue in the abdominal cavity and subcutaneous area. Conclusions : These results suggest that AP has an anti-obesity effect and the effect is mediated by inhibition of fat gain.

• 생명과학회지
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• 제21권4호
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• pp.481-485
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• 2011

T0901317은 핵수용체 전사인자인 liver X receptor (LXR, NR1H2/3)의 강력한 합성 리간드이다. 그러나, T0901317은 farnesoid X receptor (FXR, NR1H4)와 pregnane X receptor (PXR, NR1I2)에 대해 작용물질(agonist) 로, androgen receptor (AR, NR3C4)와 rertinoid-related orphan receptor-${\alpha}$ (ROR-${\alpha}$, NR1F1)에 대해 길항제(antagonist)로 작용하여, LXR외에 적어도 다른 4종의 핵수용체에 대해 그 활성을 조절한다고 보고되었다. 우리는 T0901317이 또 다른 핵수용체인 constitutive androstane receptor (CAR, NR1I3)에 대해 저해제로 기능함을 확인 하였다. CAR는 이미 T0901317에 의해 기능이 조절된다고 알려진 PXR, FXR, LXR과 더불어 간에서 생체이물과 콜레스테롤의 대사작용에 중요한 역할을 하므로 T0901317에 의해 CAR의 활성이 조절된다는 사실은, 간세포에서 T0901317을 이용한 실험 결과를 해석할 때 세포 내에 이미 존재하는 이들 핵수용체 단백질의 영향을 고려하여 주의깊게 해석해야 함을 의미한다.

• 한국식품과학회지
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• 제49권6호
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• pp.685-692
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• 2017

극심한 스트레스, 서구화된 식습관, 불규칙한 생활리듬 등에 의한 부족한 신체활동은 체력을 약화시키고 비만, 당뇨, 고혈압, 우울증, 근감소증 등을 야기한다. 본 연구에서는 ARC가 운동능력 증진에 미치는 효능을 세포 및 동물실험을 통해 검증하였다. ARC를 처리함에 따라 근육 세포 내에서 p-AMPK와 SIRT1 단백질, PGC-$1{\alpha}$, NFR1, TFAM mRNA 발현양과 미토콘드리아 양이 증가하였다. 세포실험에서 ARC는 RGE와 AE단독으로 처리에 비해 ATP 생성을 더 많이 하였으며, 동물실험에서도 RGE군과 AE군에 비해 ARC군에서 운동수행능력이 더 향상시켰다. 세포 실험과 마찬가지로 ARC는 동물의 근육 조직 내에서 미토콘드리아 생합성에 관련된 유전자의 발현을 증가시켰으며, 젖산 발생량 감소 및 산화스트레스 억제로 인해 운동으로 인한 피로를 쉽게 회복시켰다. 따라서, 신선초와 홍삼 복합물에 대한 인체수준에서 과학적인 증거 및 안전성이 확보될 경우, 운동수행능력 향상을 위한 기능성 소재로서의 산업적인 활용이 확대될 것으로 기대된다.

• 대한본초학회지
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• 제34권6호
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• pp.99-107
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• 2019

Objective : The present study was conducted to investigate the effects of Chaenomelis Fructus (CF) on the regulation of biogenesis in C2C12 mouse skeletal muscle cells. Methods : C2C12 myoblasts were differentiated into myotubes in 2% horse serum-containing medium for 5 days, and then treated with CF extract at different concentrations for 48 hr. The expression of muscle differentiation markers, myogenin and myosin heavy chain (MHC) and mitochondrial biogenesis-regulating factors, peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1alpha (PGC1α), sirtuin1 (Sirt1), nuclear respiratory factor1 (NRF1) and transcription factor A, mitochondrial (TFAM), and the phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK) and acetyl-CoA carboxylase (ACC) were determined in C2C12 myotubes by reverse transcriptase (RT)-polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blot, respectively. The cellular glucose levels and total ATP contents were measured by cellular glucose uptake and ATP assays, respectively. Results : Treatment with CF extract (0.01, 0.02, and 0.05 mg/㎖) significantly increased the expression of MHC protein in C2C12 myotubes compared with non-treated cells. CF extract significantly increased the expression of PGC1α and TFAM in the myotubes. Also, CF extract significantly increased glucose uptake levels and ATP contents in the myotubes. Conclusion : CF extract can stimulate C2C12 myoblasts differentiation into myotubes and increase energy production through upregulation of the expression of mitochondrial biogenetic factors in C2C12 mouse skeletal muscle cell. This suggests that CF can help to improve skeletal muscle function with stimulation of the energy metabolism.