• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권11호
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• pp.1620-1632
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• 2017

Objective: This study evaluated the effects of a traditional Chinese medicine formula (TCMF) on muscle fiber characteristics in finishing pigs and the effects of the formula's extract (distilled water, ethyl acetate and petroleum ether extraction) on porcine cell proliferation and isoforms of myosin heavy chain (MyHC) gene expression in myocytes. Methods: In a completely randomized design, ninety pigs were assigned to three diets with five replications per treatment and six pigs per pen. The diets included the basal diet (control group), TCMF1 (basal diet+2.5 g/kg TCMF) and TCMF2 (basal diet+5 g/kg TCMF). The psoas major muscle was obtained from pigs at the end of the experiment. Muscle fiber characteristics in the psoas major muscle were analyzed using myosin ATPase staining. Cell proliferation was measured using 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) dye and cytometry. Isoforms of MyHC gene expression were detected by real-time quantitative polymerase chain reaction. Results: The final body weight and carcass weight of finishing pigs were increased by TCMF1 (p<0.05), while the psoas major muscle cross-sectional area was increased by TCMF (p<0.05). The cross-sectional area and diameter of psoas major muscle fiber Ι, IIA, and IIB were increased by TCMF2 (p<0.05). The cross-sectional area and fiber diameter of psoas major muscle fiber IIA and IIB were increased by diet supplementation with TCMF1 (p<0.05). Psoas major muscle fiber IIA and IIB fiber density from the pigs fed the TCMF1 diet and the type IIB fiber density from the pigs fed the TCMF2 diet were lower compared to pigs fed the control diet (p<0.05). Pigs fed TCMF2 had a higher composition of type Ι fiber and a lower percentage of type IIB fiber in the psoas major muscle (p<0.05). The expression levels of MyHC Ι, MyHC IIa, and MyHC IIx mRNA increased and the amount of MyHC IIb mRNA decreased in the psoas major muscle from TCMF2, whereas MyHC Ι and MyHC IIx mRNA increased in the psoas major muscle from TCMF1 (p<0.05). Peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$ $coactivator-1{\alpha}$ and CaN mRNA expression in the psoas major muscle were up-regulated by TCMF (p<0.05). Porcine skeletal muscle satellite cell proliferation was promoted by $4{\mu}g/mL$ and $20{\mu}g/mL$ TCMF water extraction (p<0.05). Both $1{\mu}g/mL$ and $5{\mu}g/mL$ of TCMF water extraction increased MyHC IIa, MyHC IIb, and MyHC IIx mRNA expression in porcine myocytes (p<0.05), while MyHC Ι mRNA expression in porcine myocytes was decreased by $5{\mu}g/mL$ TCMF water extraction (p<0.05). Porcine myocyte MyHC Ι and MyHC IIx mRNA expression were increased, and MyHC IIa and MyHC IIb mRNA expression were down-regulated by $5{\mu}g/mL$ TCMF ethyl acetate extraction (p<0.05). MyHC Ι and MyHC IIa mRNA expression in porcine myocytes were increased, and the MyHC IIb mRNA expression was decreased by $1{\mu}g/mL$ TCMF ethyl acetate extraction (p<0.05). Four isoforms of MyHC mRNA expression in porcine myocytes were reduced by $5{\mu}g/mL$ TCMF petroleum ether extraction (p<0.05). MyHC IIa mRNA expression in porcine myocytes increased and MyHC IIb mRNA expression decreased by $1{\mu}g/mL$ in a TCMF petroleum ether extraction (p<0.05). Conclusion: These results indicated that TCMF amplified the psoas major muscle cross-sectional area through changing muscle fiber characteristics in finishing pigs. This effect was confirmed as TCMF extraction promoted porcine cell proliferation and affected isoforms of MyHC gene expression in myocytes.

• 생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.62-67
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• 2015

본 연구는 바위수염 메탄올 추출물이 3T3-L1 지방세포의 분화 및 지방생성의 억제에 미치는 영향을 탐색하고자 하였다. 바위수염 메탄올 추출물의 농도에 따른 3T3-L1 세포의 성장에 미치는 영향을 MTT assay로 분석한 결과 $100{\sim}500{\mu}g/ml$l의 농도에서는 80% 이상의 비슷한 수준의 세포생존율을 보였다. 바위수염 메탄올 추출물을 처리하지 않고 분화를 유도하였을 경우에 세포질 내 지방구의 형성이 활발하게 유발되는 것으로 관찰되었으며, 바위수염 메탄올 추출물에 의한 지방구의 형성이 처리 농도 의존적으로 억제 되는 것을 확인하였다. 또한 바위수염 메탄올 추출물을 100, 300, $500{\mu}g/ml$ 처리한 후의 중성지방의 양은 바위수염 메탄올 추출물을 처리하지 않았을 때보다 35%, 42%, 76%로 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. Insulin, dexamethasone 및 IBMX를 처리하여 분화를 유발하였을 경우 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$ 및 $C/EBP{\beta}$의 발현이 현저하게 증가되었으며, 이러한 분화유도 과정에서 바위수염 추출물을 처리한 결과 $100{\mu}g/ml$의 농도보다 $500{\mu}g/ml$의 처리군에서 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$ 및 $C/EBP{\beta}$의 발현이 단백질 수준에서 감소하였다. 본 연구결과 바위수염 메탄올 추출물은 lipid droplet 및 TG 생성을 감소시킴으로써 지방세포로의 분화를 억제시키는 것으로 나타나, 항비만 식품 소재로서의 개발 가능성이 있는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제19권12호
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• pp.1802-1807
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• 2009

Platycodi radix의 주요 성분으로 항염증, 항고지혈 및 항종양 등 다양한 약리적 기능을 가지는 platycodin D는 최근 비만 및 지방세포형성(adipogenesis)을 억제하는 효과를 가진다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 adipogenesis의 상위단계에 위치한 다양한 pro-adipogenic regulators와 anti-adipogenic regulators의 발현이 platycodin D에 의해 어떻게 변화되는지 분석하였다. Real-time PCR을 이용한 mRNA 발현의 정량적 분석에서 adipogenesis의 marker라 불리는 ADIPOQ와 GLUT4의 mRNA 발현은 platycodin D의 처리에 의해 유의적으로 감소되었다. 또한 terminal marker의 발현을 조절하는 PPAR$\gamma$와 C/EPB$\alpha$의 mRNA 발현 역시 platycodin D에 의해 유의하게 억제되었다. Platycodin D의 지방세포 억제 효과에 대한 상세한 분자적 메커니즘을 규명하기 위해, PPAR$\gamma$와 C/EPB$\alpha$의 상위 조절자들의 mRNA 발현 변화를 분석하였다. Pro-adipogenic regulators에 대한 platycodin D의 효과를 분석한 결과, C/EBP$\beta$와 C/EPB$\delta$의 mRNA 발현은 platycodin D에 의해 변화가 없었던 반면, KROX20과 KLF15의 mRNA 발현은 각각 초기 분화(2일)와 후기 분화(4일)에서 platycodin D에 의해 유의한 감소를 보였다. 또한, 대표적인 anti-adipogenic regulators인 CHOP의 mRNA 발현은 초기분화에서 platycodin D에 의해 유의하게 증가한 반면, 또 다른 anti-adipogenic regulators인 C/EBP$\gamma$의 mRNA 발현은 platycodin D에 의해 영향을 받지 않았다. 따라서 adipogenesis 과정에서 platycodin D는 pro-adipogenic regulators인 KROX20, KLF15와 anti-adipogenic regulator인 CHOP의 mRNA 발현에 영향을 주어 PPAR$\gamma$와 C/EPB$\alpha$를 조절하는 것으로 보여진다. 결론적으로, platycodin D에 의한 adipogenesis 억제 효과는 KROX20, KLF15 등의pro-adipogenic regulator와 CHOP 등의 anti-adipogenic regulator의 상호작용을 통해 나타나는 결과라 사료된다.

• 한국축산식품학회지
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• 제33권3호
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• pp.411-416
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• 2013

본 연구는 가르시니아 캄보지아의 항비만 효과의 분자기전을 알아보기 위하여 지방전구세포인 3T3-L1세포의 지방세포로의 분화 시, 가르시니아 캄보지아 추출물을 처리하여 세포 내 지질 적의 형성 및 중성지방의 축적, 지방 분화 특이 지표 단백질의 발현에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 3T3-L1세포의 지방 세포로의 분화는 MDI로 유도 후, 2일째부터 지방 적 및 중성 지방이 유의하게 축적되기 시작하였는데, 1% 가르시니아 캄보지아 추출물을 동시에 처리한 세포에서 이러한 지방 적 및 중성 지방의 축적이 유의하게 억제되는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다. 또한 지방세포 분화 특이 지표 단백질로 알려진 $PPAR{\gamma}2$, $C/EBP{\alpha}$, aP2와 같은 단백질의 발현 또한 가르시니아 캄보지아 추출물이 효과적으로 억제하고 있음도 확인할 수 있었다. 한편, 가르시니아 캄보지아 추출물은 palmitate를 처리한 HepG2 세포에서 중성지방의 축적 및 세포사멸을 유의하게 억제함으로써 유리 지방산의 축적에 의한 지속적인 염증 반응으로 유발되는 지방독성(lipotoxicity)을 억제하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 가르시니아 캄보지아 추출물이 세포 수준에서 비교적 낮은 농도로도 효과적으로 비만을 억제할 수 있으며, 기존에 알려지지 않았던 유리지방산에 의한 지방독성을 억제하는 효과가 있음을 본 연구에서 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제23권1호
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• pp.69-78
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• 2013

왕머루(Vitis amurensis Rupreche)는 아시아 지역에서 자생하는 포도의 한 종류로서 항산화, 항염증, 뇌신경보호, 신생혈관 억제능 등의 생리활성이 알려져 있다. 왕머루의 뿌리는 한국에서 전통적인 약재로 사용되어왔으나 그 생리활성에 대해서는 보고된 바가 적다. 이에 본 연구에서는 머루근 MeOH 추출물(VARM)과 그 용매 분획물이 지방세포분화 및 지방 생성에 미치는 영향을 3T3-L1 preadipocyte를 이용하여 분석하였다. 그 결과 VARM은 3T3-L1 preadipocyte의 지방 세포로의 분화, 지방 축적, 중성 지방 생성량을 독성 없이 농도의존적으로 유의적으로 억제시켰다. 활성 물질의 규명을 위해 VARM으로부터 dichloromethane ($CH_2Cl_2$), ethyl acetate (EtOAc), n-butanol (n-BuOH), 그리고 물($H_2O$) 층의 순서로 용매 분획을 실시한 후 지방 생성에 미치는 영향을 분석한 결과 $H_2O$ 층을 제외한 모든 분획물에서 지방 생성 억제능이 관찰되었으며 특히 $CH_2Cl_2$ 층 분획물이 가장 강력한 항비만 활성을 보였고 이는 주요 지방 생성 전사 인자인 $C/EBP{\alpha}$, $C/EBP{\beta}$, 그리고 $PPAR{\gamma}$의 유전자 및 단백질 발현 조절에 의한 것으로 판단된다. 또한 머루근의 항비만 활성을 보유한 활성 물질을 분리한 결과 oleanolic acid가 주요 물질 중의 하나로 나타났다. 이러한 결과는 머루근의 항비만 활성을 처음으로 밝혀낸 것이며 주요 활성 물질의 하나로 oleanolic acid를 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1637-1643
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• 2009

천연생약 자초의 한 성분인 shikonin은 항염증, 항암 및 항비만 등 다양한 분야에 효과를 보여왔다. 이번 연구에서는 shikonin이유도하는 adipogenesis억제 과정에 어떤 인자들이 작용하는지 살펴보았다. Shikonin의 효과에 대한 분자적 메커니즘을 규명하기 위해, real-time PCR을 이용하여 C/EBPs, $PPAR{\gamma}$를 포함한 다양한 adipogenesis 인자들의 mRNA 발현량을 분석하였다. 그 결과, 초기 분화의 주요 조절자인 C/$EBP{\beta}$와 C/$EPB{\delta}$는 shikonin에 의해 거의 변화가 없었으나, 후기 분화의 주요 조절자인 $PPAR{\gamma}$와 C/$EPB{\alpha}$의 mRNA 발현은 유의하게 감소하였다. Shikonin에 의한 adipogenesis억제의 메커니즘을 좀 더 자세히 밝히기 위해 adipogenesis과정의 상위 단계에 위치한 조절자들의 mRNA 발현을 분석하였다. C/$EBP{\beta}$의 상위 조절자인 C/$EBP{\gamma}$, CHOP은 shikonin에 의해 영향을 받지 않았으나, KROX20의 경우 유의하게 감소하였다. 이러한 결과는 Pro-adipogenic 인자인 KROX20의 감소가 C/$EBP{\beta}$에 영향을 주기 보다는 C/$EBP{\beta}$와 독립적으로 그 하위의 인자들에게 영향을 줄 수 있음을 제시한다. $PPAR{\gamma}$의 상위 조절자로 알려져 있는 KLF 들 중에서 pro-adipogenic 인자인 KLF15의 mRNA 발현은 shikonin에 의해 급격히 감소하였으나 anti-adipogenic 인자인 KLF2는 shikonin에 의한 변화가 거의 없었다. 또 다른 pro-adipogenic 인자인 KLF5의 경우, 주로 작용하는 초기 분화에서는 shikonin에 의해 거의 변화가 없었지만, 후기 분화에서는 조금 증가하였다. 이러한 후기 분화에서의 KLF5의 변화는 KLF15에 비해 전체 분화에 크게 영향을 주지 못하는 것 같다. 결론적으로, shikonin은 pro-adipogenic 인자인, KROX20과 KLF15의 조절을 통해 $PPAR{\gamma}$ 및 C/$EPB{\alpha}$의 mRNA 발현을 억제함으로써 지방 세포의 분화를 저해한다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제24권3호
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• pp.274-283
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• 2014

인간 생체 내 산화스트레스는 조직적 손상을 일으켜 당뇨병, 심장혈관계질환, 비만 등의 대사성 질환의 발병에 관여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 질병예방용 천연 보조제 개발의 일환으로 모자반 3종류(Sargassum hemiphyllum, Sargassum thunbergii, Sargassum honeri)의 에탄올 추출물을 이용하여 항산화활성 및 지방생성억제효과를 비교 검토하였다. 항산화활성은 DPPH 라디칼 소거능, 세포 내 ROS 활성 및 NO 함량의 측정을 통해 검토하였다. 지방세포생성억제활성은 3T3L1세포를 이용하여 지방세포의 축적 정도와 $PPAR{\gamma}$ 유전자의 발현 정도를 각각 Oil-Red O 염색법과 RT-PCR로 측정하였다. DPPH 라디칼 소거능 결과, 모자반의 처리에 의해 농도 의존적으로 DPPH 라디칼이 줄어드는 경향을 보였으며, 모자반 중에서 S. hemiphyllum 처리군에서 가장 높은 소거 효과를 볼 수 있었다. MTT assay을 통해 모자반의 에탄올 추출물들이 RAW 264.7 cell에 대한 독성을 보이지 않는 농도에서 세포내 실험을 진행하였다. 세포 내 ROS 소거능의 측정 결과, 농도 의존적으로 DCF 형광도 값이 낮게 나왔으며, 시간이 지남에 따라 형광도 값이 일정하여 모자반의 에탄올 추출물에는 세포 내 ROS 생성을 억제하는 효과가 있음을 알 수 있었다. LPS 처리에 의해 증가한 NO 값은 모자반의 추출물들의 처리에 의해 유의적으로 감소하였으며, 감소 정도는 S. hemiphyllum과 S. thunbergii 처리 군에서 높게 나타났다. 모자반의 추출물들을 3T3-L1지방세포에 유도물질과 함께 처리한 결과 모자반 추출물 중 S. hemiphyllum과 S. thunbergii이 세포 내 지방 축적 및 $PPAR{\gamma}$ 유전자의 발현을 유의적으로 감소시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 모자반 추출물들 중 S. hemiphyllum과 S. thunbergii이 높은 항산화 활성과 지방세포 생성억제 효능을 보유하고 있는 천연소재임을 확인할 수 있었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제29권1호
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• pp.1-10
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• 2016

본 연구는 식방풍잎(PJT) 물추출물의 항비만 효과를 알아보기 위해 지방전구세포인 3T3-L1과 5주령된 C57BL/6 수컷 쥐를 이용하여 실험을 실시하였다. 먼저, 3T3-L1 분화실험에서는 PJT를 처리함으로써 지방세포 형성 관련 인자인 C/EBPα 와 PPARγ의 유전자를 억제하였고, 그로 인하여 지방세포의 분화 및 지방 축적을 억제하였다. 다음으로, 동물실험은 C57BL/6 수컷 쥐30마리를 1주일간 적응시킨 후 정상식이군 고지방식이군으로 나눈 뒤 2주간 사육하여 다시 고지방식이군은 고지방식이군, PJT100, PJT300, PJT500 군으로 나누어 4주간 실시하였다. 체중 및 체중증가량은 고지방식이군에서 유의적으로 증가하였으며, PJT 섭취군에서 감소하였다. 지방조직의 무게도 고지방식이군에 비하여 PJT섭취군에서 낮았다. 고지방 식이에 의한 혈청 중 지질함량, leptin 수준 증가는 PJT 섭취에 따라 낮아졌다. 반면, adiponectin 과 HDL-C 수준감소는 PJT 섭취에 따라 증가하였다. H&E staining으로 관찰한 지방세포의 크기도 PJT 섭취 시 감소하였으며 부고환 지방조직에서 관찰한 지방생성 관련 유전자인 PPARγ, SREBP-1c, FAS의 발현은 고지방식이군과 비교시 PJT 섭취군에서 억제되었다. 이상의 실험결과 PJT의 섭취는 지방전구세포 및 고지방식이로 유도된 비만모델에서 지방합성관련인자의 유전자 발현을 감소하고 혈중 adipokine의 농도를 개선시켜 체지방 축적을 억제시켰다. 이로 인해 고지방식이로 유도된 체중을 감소시키고 더불어 이상지질혈증에도 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제19권3호
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• pp.443-450
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• 2012

최근 연구에 의하면, NOX4에 의해 생성된 세포내 ROS는 지방세포의 분화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 본 연구진의 보고에 의하면 천년초 추출물은 $PPAR{\gamma}$의 발현 및 지방세포의 분화를 억제하는 것으로 밝혀진 바 있다. 따라서 본 연구에서는 천년초 선인장의 건강기능식품 소재화시 기초자료를 제공하고자 지방세포내 생성되는 ROS에 대한 천년초 열수 및 에탄올 추출물의 억제효과 및 주요 유전자(NOX4, G6PDH 및 항산화효소)의 발현 양상을 조사하였다. 천년초 열수 및 에탄올 추출물을 처리한 지방세포에서는 대조군에 비해 ROS 생성량이 유의적으로 감소하는 것으로 나타내었고, 추출용매별 천년초 추출물의 ROS 저감효능은 열수 추출물에 비해 에탄올 추출물에서 높게 나타났다. 천년초 추출물을 처리한 지방세포에서는 ROS 생성과 연관된 주요 유전자 NOX4 및 G6PDH의 발현이 대조군에 비해 감소하는 경향을 나타낸 반면, Cu/Zn-SOD, Mn-SOD, catalase, GPx 등과 같은 항산화효소의 발현은 대조군에 비해 증가한 것으로 나타났다. 이상의 결과들로 볼 때, 천년초 추출물은 지방세포의 분화과정에서 ROS의 생성을 억제하고 항산화효소의 발현을 증가시켜 ROS에 의한 산화적 스트레스를 효과적으로 저감화하는 것으로 밝혀졌다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제41권3호
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• pp.257-267
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• 2017

Background: Heat-processed ginseng, sun ginseng (SG), has been reported to have improved therapeutic properties compared with raw forms, such as increased antidiabetic, anti-inflammatory, and antihyperglycemic effects. The aim of this study was to investigate the antiobesity effects of SG through the suppression of cell differentiation and proliferation of mouse 3T3-L1 preadipocyte cells and the lipid accumulation in Caenorhabditis elegans. Methods: To investigate the effect of SG on adipocyte differentiation, levels of stained intracellular lipid droplets were quantified by measuring the oil red O signal in the lipid extracts of cells on differentiation Day 7. To study the effect of SG on fat accumulation in C. elegans, L4 stage worms were cultured on an Escherichia coli OP50 diet supplemented with $10{\mu}g/mL$ of SG, followed by Nile red staining. To determine the effect of SG on gene expression of lipid and glucose metabolism-regulation molecules, messenger RNA (mRNA) levels of genes were analyzed by real-time reverse transcription-polymerase chain reaction analysis. In addition, the phosphorylation of Akt was examined by Western blotting. Results: SG suppressed the differentiation of 3T3-L1 cells stimulated by a mixture of 3-isobutyl-1-methylxanthine, dexamethasone, and insulin (MDI), and inhibited the proliferation of adipocytes during differentiation. Treatment of C. elegans with SG showed reductions in lipid accumulation by Nile red staining, thus directly demonstrating an antiobesity effect for SG. Furthermore, SG treatment down-regulated mRNA and protein expression levels of peroxisome proliferator-activated receptor subtype ${\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$) and CCAAT/enhancer-binding protein-alpha ($C/EBP{\alpha}$) and decreased the mRNA level of sterol regulatory element-binding protein 1c in MDI-treated adipocytes in a dose-dependent manner. In differentiated 3T3-L1 cells, mRNA expression levels of lipid metabolism-regulating factors, such as amplifying mouse fatty acid-binding protein 2, leptin, lipoprotein lipase, fatty acid transporter protein 1, fatty acid synthase, and 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, were increased, whereas that of the lipolytic enzyme carnitine palmitoyltransferase-1 was decreased. Our data demonstrate that SG inversely regulated the expression of these genes in differentiated adipocytes. SG induced increases in the mRNA expression of glycolytic enzymes such as glucokinase and pyruvate kinase, and a decrease in the mRNA level of the glycogenic enzyme phosphoenol pyruvate carboxylase. In addition, mRNA levels of the glucose transporters GLUT1, GLUT4, and insulin receptor substrate-1 were elevated by MDI stimulation, whereas SG dose-dependently inhibited the expression of these genes in differentiated adipocytes. SG also inhibited the phosphorylation of Akt (Ser473) at an early phase of MDI stimulation. Intracellular nitric oxide (NO) production and endothelial nitric oxide synthase mRNA levels were markedly decreased by MDI stimulation and recovered by SG treatment of adipocytes. Conclusion: Our results suggest that SG effectively inhibits adipocyte proliferation and differentiation through the downregulation of $PPAR{\gamma}$ and $C/EBP{\alpha}$, by suppressing Akt (Ser473) phosphorylation and enhancing NO production. These results provide strong evidence to support the development of SG for antiobesity treatment.