• Nutrition Research and Practice
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• 제5권3호
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• pp.192-197
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• 2011

The dietary intake of whole grains is known to reduce the incidence of chronic diseases such as obesity, diabetes, cardiovascular disease, and cancer. To investigate whether there are anti-adipogenic activities in various Korean cereals, we assessed water extracts of nine cereals. The results showed that treatment of 3T3-L1 adipocytes with Sorghum bicolor L. Moench, Setaria italica Beauvois, or Panicum miliaceum L. extract significantly inhibited adipocyte differentiation, as determined by measuring oil red-O staining, triglyceride accumulation, and glycerol 3-phosphate dehydrogenase activity. Among the nine cereals, P. miliaceum L. showed the highest anti-adipogenic activity. The effects of P. miliaceum L. on mRNA expression of peroxisome proliferator-activated receptor-${\gamma}$, sterol regulatory element-binding protein 1, and the CCAAT/enhancer binding protein-${\alpha}$ were evaluated revealing that the extract significantly decreased the expression of these genes in a dose-dependent manner. Moreover, P. miliaceum L. extract changed the ratio of monounsaturated fatty acids to saturated fatty acids in adipocytes, which is related to biological activity and cell characteristics. These results suggest that some cereals efficiently suppress adipogenesis in 3T3-L1 adipocytes. In particular, the effect of P. miliaceum L. on adipocyte differentiation is associated with the downregulation of adipogenic genes and fatty acid accumulation in adipocytes.

• 한국식품영양학회지
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• 제24권2호
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• pp.268-272
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• 2011

전곡류의 섭취와 만성질환의 유병율은 음의 상관관계가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 선행 연구 결과, 지방축적억제능이 우수한 소재로 선정된 기장의 항염증능 여부를 검증하고자 하였다. 이를 위해 RAW264.7 세포에 기장열수분획($1\;{\mu}g/m\ell$ 및 $10\;{\mu}g/m\ell$)과 lipopolysaccharide(LPS)를 함께 처리한 후, 24시간 배양시켜 염증매개인자들의 분비량 및 mRNA 발현 정도를 측정하였다. 또한 LPS 자극에 대한 첫 번째 신호전달인자로 알려져 있는 interleukin-1 receptor associated kinase-4(IRAK-4)의 단백질 발현 정도를 측정하였다. 본 연구결과, 기장의 열수분획($10\;{\mu}g/m\ell$)은 LPS로 유도된 NO, $PGE_2$, TNF-${\alpha}$, IL-6 및 MCP-1의 생성량 및 mRNA 발현량을 유의적으로 억제하였다(p<0.05). 특히 이들 지표 중 pro-inflammatory cytokine인 TNF-${\alpha}$와 IL-6의 mRNA 발현량이 효과적으로 감소하였다(p<0.01). IRAK-4의 단백질 발현량 또한 유의적으로 감소하여 LPS 자극에 대한 기장열수분획의 항염증능은 toll-like receptor(TLR)를 통한 IRAK-4를 매개로 하는 신호전달체계 조절에 기인하는 것으로 사료된다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제5권6호
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• pp.511-519
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• 2011

Dietary intake of whole grains reduces the incidence of chronic diseases such as obesity, diabetes, cardiovascular disease, and cancer. In an earlier study, we showed that Panicum miliaceum L. extract (PME) exhibited the highest anti-lipogenic activity in 3T3-L1 cells among extracts of nine different cereal grains tested. In this study, we hypothesized that PME in the diet would lead to weight loss and augmentation of hyperlipidemia by regulating fatty acid metabolism. PME was fed to ob/ob mice at 0%, 0.5%, or 1% (w/w) for 4 weeks. After the experimental period, body weight changes, blood serum and lipid profiles, hepatic fatty acid metabolism-related gene expression, and white adipose tissue (WAT) fatty acid composition were determined. We found that the 1% PME diet, but not the 0.5%, effectively decreased body weight, liver weight, and blood triglyceride and total cholesterol levels (P < 0.05) compared to obese ob/ob mice on a normal diet. Hepatic lipogenic-related gene ($PPAR{\alpha}$, L-FABP, FAS, and SCD1) expression decreased, whereas lipolysis-related gene (CPT1) expression increased in animals fed the 1% PME diet (P < 0.05). Long chain fatty acid content and the ratio of C18:1/C18:0 fatty acids decreased significantly in adipose tissue of animals fed the 1% PME diet (P < 0.05). Serum inflammatory mediators also decreased significantly in animals fed the 1% PME diet compared to those of the ob/ob control group (P < 0.05). These results suggest that PME is useful in the chemoprevention or treatment of obesity and obesity-related disorders.

• 생명과학회지
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• 제24권5호
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• pp.505-514
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• 2014

항 비만 활성소재를 탐색하기 위하여 국내산 8종의 잡곡으로부터 80% 에탄올 추출물을 확보하여 마우스 3T3-L1 전지방세포에 대한 세포독성을 조사한 결과, 기장이 가장 강한 세포독성을 보였다. 따라서 본 연구에서는 기장 에탄올 추출물을 다시 메칠렌 크로라이드, 에칠아세테이트 및 부탄올로 단계 추출하여 각 유기용매 추출물을 확보하고 각 추출물의 항 비만 활성소재를 3T3-L1전지방세포의 지방세포로의 분화 억제능으로 조사하였다. 그 결과 기장의 부탄올 추출물은 지방세포 분화 유도기간(6일) 동안 처리하였을 때, 대조구보다 중성지방 축적을 약 50.3% 억제하는 것으로 나타나 가장 강한 항비만 활성 분획임을 확인하였다. 이와 같은 기장 부탄올 추출물의 항비만 활성은 지방세포 분화유도인자($(C/EBP{\alpha}$, $PPAR{\gamma}$)의 초기 발현을 억제하여 전지방세포의 지방세포로의 분화를 억제하고, 나아가 지방대사 관련 유전자(aP2 와LPL)의 발현까지도 저해함을 알았다. 그리고 기장의 부탄올 추출물은 25 ${\mu}g/ml$ 농도에서는 3T3-L1 전지방세포의 지방세포로의 분화를 저해하지만 50 ${\mu}g/ml$농도에서는 3T3-L1 전지방세포의 미토콘드리아 세포막 전위(${\Delta}{\psi}m$)를 변화시키고, caspase-3 활성화와 PARP 분해를 유도하여 세포사멸을 유도하였다. 이와 같은 결과는 기장이 항비만 소재를 가진 우수한 잡곡으로서 비만 관련 질환 예방에 우수한 식소재로 활용할 수 있음을 시사한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권7호
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• pp.1033-1041
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• 2016

본 논문에서는 조, 기장 및 수수 추출물에 대한 항산화활성 및 인체 전립선암 세포성장 억제효과를 평가하고자 하였다. 조, 기장 및 수수 추출물에 대한 항산화 활성을 DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, 환원력 및 SOD 유사 활성능을 통해 확인한 결과, 수수 추출물에서 농도의존적인 항산화 활성의 증가를 관찰할 수 있었으며 이는 조 및 기장 추출물보다 높은 효능을 보이는 것으로 나타났다. 두 가지의 다른 형태의 인체 전립선 암세포(PC-3 및 LNCaP)를 이용하여 암세포 증식 억제활성을 확인한 결과, 조 추출물과 기장 추출물의 처리는 $1,000{\mu}g/mL$의 농도에서도 큰 억제 효과를 확인할 수 없었으나 LNCaP 세포에 수수 추출물을 처리한 군에서는 $10{\mu}g/mL$의 농도에서부터 유의적인 세포증식 억제효능을 확인할 수 있었다. PC-3 및 LNCaP 세포의 형태학적 변화를 알아본 결과, 수수 추출물을 처리한 군에서 부유, 사멸 및 증식억제가 관찰되었으나 동일한 농도의 조 및 기장 추출물을 처리한 군에서는 대조군과 유사한 세포형태를 유지하였으며 특이적인 세포독성이 관찰되지 않았다. Hoechst 염색을 통한 핵 형태 관찰에서도 조 및 기장 추출물과는 대조적으로 수수 추출물에서만 apoptotic body, 세포 및 핵의 응축 등 세포 사멸과 관련된 형태학적 변화가 관찰되었다. 조, 기장, 수수 추출물의 총 폴리페놀 함량은 각각 2.01, 1.71, 29.10 mg GAE/g로 나타났으며, 총 폴리페놀 함량이 가장 높았던 수수에서 항산화 및 항암 효능이 우수함을 확인할 수 있었다. 결과적으로 조, 기장 및 수수 추출물 중 폴리페놀 함량이 가장 높았던 수수에서 항산화 활성 및 인체 전립선 암세포의 성장 억제효과가 뛰어난 것으로 확인되었으며, 이를 통해 수수 추출물을 항산화 및 암세포의 증식억제를 위한 식품원료 및 산업 소재로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권4호
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• pp.501-509
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• 2012

비알코올성 지방간은 인슐린저항성을 근간으로 하는 대사증후군의 원인으로 생각되고 있으며 최근 그 발병율이 증가하고 있다. 본 연구진은 기장 열수추출물을 식이에 첨가하여 고지방식에 의해 인위적으로 지방간을 유도한 마우스에게 섭취시킨 후 혈청 내 생물학적 수치와 간조직 검사를 통하여 비알코올성 지방간 억제 효과를 검토하였다. 그 결과, 식이섭취량은 차이가 없었으나 간조직 무게가 1% 및 2% 기장 열수추출물 첨가식이군에서 유의적으로 감소하였고(p<0.05) 간조직 내 지방 축적이 유의적으로 감소하였음을 확인하였다. 또한 기장 열수추출물 첨가식이군의 경우 고지방식 대조군에 비해 혈청 중성지방 및 총 콜레스테롤이 감소하였고(p<0.05), HDL과 HDL-/총 콜레스테롤의 비율이 유의적으로 증가하여(p<0.05) 혈액의 지질 조성이 개선되었음을 알 수 있었다. HOMA-IR 및 포도당 내성 검사 결과 2% 기장 열수추출물 첨가군의 경우 이들 모두 유의적으로 감소하여 고지방식에 의한 인슐린 저항성 및 당흡수 부전을 기장 열수추출물이 완화시켰다(p<0.05). 한편 간조직에서 지방산 대사와 관련된 인자들의 유전자 발현을 측정한 결과 지방산 합성에 관여하는 L-FABP와 SCD1은 2% 기장 열수추출물 섭취군에서 유의적으로 감소하였고(p<0.05) 지방산 산화와 관련된 $PPAR{\alpha}$는 1% 및 2% 기장 열수추출물 섭취군에서 모두 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 이상의 혈청 및 조직의 생물학적 수치와 간조직 검사 결과를 미루어 볼 때 기장 열수추출물 첨가 식이는 고지방식이에 의해 유도된 마우스의 비알코올성 지방간 치유 혹은 예방에 긍정적으로 기여할 수 있음을 시사해 준다.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.15-24
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• 2023

잡곡 류에 속하는 기장(Panicum miliaceum L.)의 항암 효과를 알아보기 위해, 기장의 종자를 80% 에탄올(EtOH)로 추출하였으며, 이를 감압 농축하여 건조시키고 재차 물에 녹인 후 4가지 유기용매(헥산, 메틸렌크로라이드, 에틸아세테이트 및 부탄올)로 순차적으로 추출 분획하였다. 다양한 인간 암세포에 대하여 80% 에탄올 추출물의 세포독성을 조사한 결과, 인간 유방암 세포주 MDA-MB-231에 대한 세포독성 효과가 가장 강하게 나타났다. 또한 에탄올 추출물 유래 각 유기용매 분획들 중에서 세포독성이 가장 높게 나타난 부탄올 분획을 사용하여, 유방암 세포주 MDA-MB-231에 대한 아폽토시스성 세포사멸 유도 효과를 조사하였다. 그 결과로서, BAK/BAX 활성화, 미토콘드리아 막 전위(Δψm) 손실, 미토콘드리아 시토크롬 c 방출, 카스파아제-8/-9/-3의 활성화, PARP의 분해, 그리고 TUNEL-양성 아폽토시스성 DNA 단편화와 같은 아폽토시스 반응들이 검출되었다. 한편, 인간 급성백혈병 Jurkat T 세포의 A3 클론(야생형), I2.1 클론(FADD-결손형) 및 I9.2 클론(카스파아제-8 결손형)은 부탄올 분획의 세포독성에 대해 유사한 감수성을 나타내었는데, 이는 부탄올 분획의 아폽토시스 유도 활성에는 외인성 아폽토시스 기전이 관련되지 않음을 시사한다. 흥미롭게도, 인간 정상 유방 상피세포 MCF-10A는 유방암 MDA-MB-231세포에 비해 부탄올 분획의 세포독성에 대하여 훨씬 낮은 감수성를 보였다. 이러한 연구결과는 기장 종자 유래 부탄올 분획의 인간 유방암 세포주 MDA-MB-231에 미치는 세포독성효과는 BAK/BAX 활성화에 따른 미토콘드리아 외막 손상 및 시토크롬 c 방출, 이에 수반되는 카스파아제 활성화에 의해 매개됨을 보여준다.