• 생명과학회지
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• 제21권7호
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• pp.997-1003
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• 2011

폐경과 비만은 여러 대사증후군과 관련되어 있다. 이에 본 연구는 난소절제로 폐경을 유도한 흰쥐에게 고지방식이로 비만을 유도하여 이들 지방세포에서 발현되는 PPAR${\gamma}$, PGC-$1{\alpha}$, -$1{\beta}$, NRf-1, TFAM 유전자들의 변화를 조사하고 6주간의 규칙적인 운동을 하여 그 차이에 따른 효과를 규명하는데 목적을 두고 조사하였다. 본 실험에서 사용한 암컷흰쥐는 3그룹으로 다음과 같이 구분하였다. (1) 일반식이군(C group, n=4), (2) 고지방식이 군(H group, n=4), (3) 고지방식이와 운동군(H+EX group, n=4)으로 나누었다. 규칙적인 운동은 수영운동을 하였으며, 방법은 주 5회, 총 6주간 점진적 시간증가로 수행하였다. 그 결과, 지방조직의 무게는 H 그룹에서 유의하게 높게 (p<0.01) 나타났으나 규칙적인 운동그룹은 확실히 감소되었다. 또한 규칙적인 운동은 PPAR-${\gamma}$ (p<0.05), PGC-$1{\alpha}$ (p<0.01), -$1{\beta}$ (p<0.05), NRf-1 (p<0.01), TFAM (p<0.05)의 유전자들은 모두 유의하게 증가시켰다. 이상의 결과를 종합하면 6주간의 규칙적인 수영운동은 지방세포 내 PPAR-${\gamma}$, PGC-$1{\alpha}$, -$1{\beta}$, NRf-1, TFAM의 mRNA 발현 증가와 미토콘드리아의 수 증가에 영향을 미친 것으로 추측된다. 따라서 규칙적인 운동은 폐경기 비만으로 비대해진 피하지방을 감소시키고 지방세포 내 미토콘드리아의 생합성기능을 개선시켜 미토콘드리아 수 감소를 개선할 수 있을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제21권3호
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• pp.435-443
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• 2011

이 연구는 지구성 운동이 streptozotocin (STZ)으로 유발된 제 1형 당뇨 특징을 가진 쥐 뇌의 글루코스 운반, 미토콘드리아 기능 및 항산화효소 단백질 발현에 미치는 영향을 규명하는데 목적이 있다. 제 1형 당뇨 모델 쥐는 50 mg/kg의 streptozotocin을 수컷 Sprague-Dawley (SD) 흰쥐의 복강에 1회 주입하여 생산하였으며 본 실험 시집단은 NON-STZ 집단(n=8), STZ-CON 집단(n=8) 및 STZ-EXE 집단(n=8) 등 3집단으로 구분하여 실시하였다. 트레드밀 지구성 운동은 총 6주, 주 5일, 2주 간격으로 속도를 약 3~4 m/min으로 점증적으로 증가시켰으며 운동시간은 1주와 3주차에 10분씩 증가시켰다. 분석 결과 혈청 글루코스 수준은 STZ-EXE 집단은 STZ-CON 집단에 비해 현저하게 감소(p<0.05)하였으며 PGC-$1{\alpha}$ (p<0.001), mtPGC-$1{\alpha}$ (p<0.001), GLUT-1 (p<0.001), Tfam (p<0.001), Cu,Zn- SOD (p<0.001), Mn-SOD (p<0.01) 경우도 STZ-EXE 집단이 STZ-CON 집단에 비해 현저하게 증가하였다. 이러한 결과는 장기간 지구성 운동이 뇌의 글루코스 이용능력과 관련된 단백질인 GLUT-1과 미토콘드리아 기능 향상과 관련된 단백질인 PGC-$1{\alpha}$과 Tfam을 증가시키고 산화적 스트레스의 방어 기전으로서 역할을 수행하는 항산화 효소인 Cu,Zn-SOD와 Mn-SOD를 활성화시키는데 긍정적인 역할을 수행한 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제48권4호
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• pp.384-391
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• 2016

선행연구(12,13)에 따르면 10주간 ID1216을 투여한 비만 마우스에서 체중과 체지방이 감소하였고 이는 SIRT1-$PGC1{\alpha}$의 발현을 조절하여 나타나는 것으로 확인하였다. 본 연구는 $SIRT1-PGC1{\alpha}-PPAR{\alpha}$의 하위 기전인 UCPs, ACO, aP2의 발현 조절에 ID1216이 영향을 미쳐 그 효과를 나타내는 것을 추가로 확인한 것에 의미가 있다. 또한 10주간 ID1216을 투여한 비만 마우스의 혈액 분석 결과에서도 혈중 중성지방, LDL, HDL total cholesterol등의 혈중 지방질 수치가 개선됨과 동시에 free fatty acid의 농도는 감소하였는데 이는 ID1216이 HSL과 같은 지방질분해효소의 활성을 조절하여 중성지방의 분해과정에 관여하기는 하나 에너지 대사와 지방산 산화 과정에도 복합적으로 관여하여 최종적으로 나타내는 비만 대사 조절 효과에 의한 것으로 판단된다. 따라서 ID1216은 $SIRT1-PGC1{\alpha}-PPAR{\alpha}$ pathway를 촉진시켜 세포와 조직 수준에서 열발생(thermogenesis)에 관여하는 유전자인 UCP1, UCP2, UCP3의 발현을 증가시켰고 ${\beta}$-oxidation에 관여하는 유전자인 ACO와 aP2의 발현도 증가시켰으며 또한 지방분해(lypolysis)에 관여하는 유전자인 ATGL과 HSL의 발현을 증가시키는 분자생물학적 기전을 나타내어 체지방 감소 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.

• 한방비만학회지
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• 제14권2호
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• pp.55-62
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• 2014

Objective: The prevalence of metabolic syndrome and type 2 diabetes is increasing worldwide. Mitochondrial dysfunction is known to be involved in insulin resistance and obesity, researches have been increasing highly. Astragali Radix extract (ARE) or its main components have been shown to perform comparably to insulin by significantly reducing blood glucose levels in animal models however, the influence on mitochondrial dysfunction are not well understood. Methods: ARE (0.2, 0.5 and 1.0 mg/ml) or metformin (2.5 mM) were treated in C2C12 after 6 day-differentiation. The expressions of adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK) and phosphorylation AMPK, peroxisome proliferators-activated receptror ${\gamma}$ coactivator $1{\alpha}$ ($PGC1{\alpha}$), nuclear respiratory factors 1 (NRF1), mitochondrial transcription factor (Tfam) and myosin heavy chain were detected with western blotting or polymerase chain reaction analysis. The morphological changes were also investigated. Results: ARE dose dependently increased phosphorylation of AMPK and respectively activated mRNA expressions of $PGC1{\alpha}$, NRF1 and Tfam which are mitochondrial biogenesis regulators. Furthermore, there were some morphologic differences of differentiated cells between ARE treatment and control. Conclusions: This study suggests that ARE has the potential to increase muscle mitochondrial function by activating AMPK and $PGC1{\alpha}$.

• 한국식품과학회지
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• 제47권4호
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• pp.499-503
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• 2015

본 연구에서는 P. sibiricum rhizome (황정)의 80% 알코올 추출물인 ID1216의 비만예방모델과 치료동물모델에서 비만 억제 효과를 입증하고 ID1216의 비만 억제 관련 조절인자를 밝히고자 하였다. ID1216은 비만예방동물모델에서 사료섭취량 감소 없이 유의적인 체중 증가 억제 효과를 보였으며, 비만치료동물모델에서도 대조약물인 지방흡수억제제인 orlistat과 동등한 복부 지방감소를 동반한 항비만 효과를 나타내었다. ID1216의 체중 증가 억제를 유도하는 조절인자를 확인하기 위해서 비만예방모델과 단회 투여 시험 후 부고환지방조직과 분화된 3T3-L1 지방세포주에서 관련 유전자 및 단백질의 발현 변화를 조사하였다. 이를 통해 ID1216의 항비만 효과가 SIRT1, $PGC1{\alpha}$와 $PPAR{\alpha}$의 발현 증가와 관련됨을 확인하였다. 또한 단회 투여만으로도 지방조직에서 SIRT1과 $PGC1{\alpha}$의 발현을 유도하는 것을 확인함으로써 ID1216이 이들 유전자 발현을 직접적으로 조절할 가능성을 제시하였다. ID1216은 P. sibiricum rhizome 추출물로 다양한 성분을 포함하고 있어 $PGC1{\alpha}$, $PPAR{\alpha}$와 SIRT1의 발현을 독립적으로 조절하거나 또는 주 조절 인자인 SIRT1의 발현 또는 활성을 증가시켜 순차적인 반응을 유도할 수 있을 것으로 예상되며, 이를 규명하기 위해서는 더욱 체계적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구는 ID1216에 의해 지방조직에서 지방산 산화 및 발열과 관련된 유전자 발현 증가를 통해 체중 및 지방 감소 효과가 있음을 보여줌으로써, ID1216이 향후 유용한 항비만 소재로 활용될 가능성을 제시하였다.

• BMB Reports
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• 제47권5호
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• pp.280-285
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• 2014

Cancer cells undergo uncontrolled proliferation, and aberrant mitochondrial alterations. Tumor necrosis factor receptor-associated protein 1 (TRAP1) is a mitochondrial heat shock protein. TRAP1 mRNA is highly expressed in some cancer cell lines and tumor tissues. However, the effects of its overexpression on mitochondria are unclear. In this study, we assessed mitochondrial changes accompanying TRAP1 overexpression, in a mouse cell line, NIH/3T3. We found that overexpression of TRAP1 leads to a series of mitochondrial aberrations, including increase in basal ROS levels, and decrease in mitochondrial biogenesis, together with a decrease in peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-$1{\alpha}$ (PGC-$1{\alpha}$) mRNA levels. We also observed increased extracellular signal-regulated kinase (ERK) phosphorylation, and enhanced proliferation of TRAP1 overexpressing cells. This study suggests that overexpression of TRAP1 might be a critical link between mitochondrial disturbances and carcinogenesis.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2008년도 Proceedings of the Convention
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• pp.23-30
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• 2008

Mitochondria biogenesis requires a coordination of two genomes, nuclear DNA (nDNA) and mitochondrial DNA (mtDNA). Disruption of mitochondria function leads to a loss of mitochondrial membrane potential and ATP generating capacity and consequently results in chronic degenerative diseases including insulin resistance, metabolic syndrome and neurodegenerative diseases. Although PPAR-${\gamma}$ coactivator-$1{\alpha}$ (PGC-$1{\alpha}$) was discovered as a central regulator of mitochondria biogenesis and a transcriptional co-activator of nuclear respiratory factor (NRF) and mitochondrial transcription factor A (Tfam), the expressions of PGC-$1{\alpha}$, NRF and Tfam were not significantly altered in tissues showing abnormal mitochondria functions. This observation suggests that there should be another regulator(s) for mitochondria function. Here, we demonstrate microRNAs (miRNAs) can modulate mitochondria function. Overexpression of microRNA dissipated mitochondrial membrane potential and increased ROS production in vitro and in vivo. It will be discussed the target of microRNA and its role in metabolic syndrome.

• 한방비만학회지
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• 제16권2호
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• pp.109-115
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• 2016

Objectives: The all anti-obesity drugs currently approved by the US Food and Drug Administration work by reducing energy intake. In fact, no approved drug targets energy expenditure. In Korean medicine, it is known to Qi or Yang invigorating therapy could increase energy metabolism. Aconitum carmichaeli Debx (ACD) is a Yang invigorating herb, often used for treat obesity in Korean medicine. In the present study, the authors investigated the regulatory effects of ACD in energy metabolism and mitochondrial biogenesis in C2C12 skeletal muscle cells. Methods: The water extract of ACD (0.2, 0.5 and 1.0 mg/ml) were treated in differentiated C2C12 cells. The protein or mRNA levels of target genes were analyzed and mitochondrial mass were investigated. Results: ACD activated the expressions of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha ($PGC-1{\alpha}$), nuclear respiratory factor 1 and TFAM and increased mitochondrial mass. ACD also increased adenosin monophosphate-activated protein kinase (AMPK), and acetyl-CoA carboxylase. Conclusions: This study suggests that ACD has the potential to increase energy metabolism and mitochondrial biogenesis by activating AMPK and $PGC1{\alpha}$.

• 운동영양학회지
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• 제13권2호
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• pp.131-140
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• 2009

The aim of this study was to investigate the expression of PPAR-α, -β/δ, -γ, PGC-1α, GLUT-4 and p-AMPK-α₂ protein in the skeletal muscle of diabetic induced-rats by endurance training combined with rosiglitazone. The expression of PPAR-α, -β/δ, -γ, PGC-1α, GLUT-4 and p-AMPK-α₂ protein in red and white gastrocnemius by western blotting. The body weight was higher in diabetic induced-rats compared to the normal rats and after the treatment of exercise combined with rosiglitazone was significantly reduced in the all group. The levels of blood glucose was higher in diabetic induced-rats compared to the normal rats and after the treatment of exercise combined with rosiglitazone was significantly reduced in the all group. The expression of PPAR-α, -γ, PGC-1α in skeletal muscle of diabetic induced-rats were increased all groups and increased significantly in the group with exercise combined with rosiglitazone. The expression of GLUT-4 and p-AMPK-α₂ protein in the skeletal muscle of diabetic induced-rats were increased all groups and increased significantly in the group with exercise combined with rosiglitazoneI. These results suggest that exercise training and rosiglitazone may act as complementary therapies for the treatment of insulin rasistance.

• 한국식품과학회지
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• 제49권2호
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• pp.192-202
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• 2017

황정 주정 추출물 ID1216의 고지방 식이 유도 비만 마우스에서의 체중 증가 억제 효과에 대한 분자생물학적 기전을 확인하고자 단백질과 mRNA 수준에서 지질 및 에너지 대사 관련 유전자들의 발현 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 확인된 지표들 간의 상호 작용 및 ID1216의 조절 여부에 관해 Fig. 10에 나타내었다. 실험 결과 ID1216은 고지방 식이 유도 비만 마우스에서 체중 증가 억제를 나타내었으며, 비만 대사 관련 pathway의 상위 유전자로 사료되는 SIRT1과 AMPK의 발현을 조절하는 것으로 나타났다. 활성화된 SIRT1과 AMPK는 $PGC1{\alpha}$의 활성화에 관여하고, 이를 통해 열 발산 대사와 관련된 UCP 단백질과 핵 수용체 단백질인 $PPAR{\alpha}$의 발현이 백색지방, 갈색지방, 간 및 근육에서 증가되는 것이 확인되었다. 각 조직 별로 RT-PCR을 진행한 결과에서는 $PPAR{\alpha}$의 하위 유전자인 aP2, ACO, Acadl, Acadm, CPT1a, CPT1b의 mRNA 발현 수준을 향상시켜 주어 ID1216이 지방산 산화 대사인 ${\beta}$-oxidation의 활성화에 기여할 가능성을 보여주었다. 이와는 별개로 ID1216은 중성지질을 분해하는 것으로 알려진 ATGL의 mRNA 발현 또한 증가시키는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 ID1216이 조직에 따라 지질 및 에너지 대사와 관련된 인자의 발현에 영향을 주는 체중 조절에 효과적인 소재임을 알 수 있었다. 또한 비만 치료제와의 기전적 차별성과 생약 특유의 섭취 안전성을 특징으로 하는 체중 또는 체지방 조절 기능성 소재로의 활용 가능성도 충분히 가지고 있음을 확인할 수 있었다.