• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권2호
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• pp.224-230
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• 2024

Pinitol (3-O-Methyl-D-chiro-inositol) has been reported to possess insulin-like effects and is known as one of the anti-diabetic agents to improve muscle, liver, and endothelial cells. However, the beneficial effects of pinitol on the skin are not well known. Here, we investigated whether pinitol had effects on human dermal fibroblasts (HDFs), and human dermal equivalents (HDEs) irradiated with ultraviolet A (UVA), which causes various damages including photodamage in the skin. We observed that pinitol enhanced wound healing in UVA-damaged HDFs. We also found that pinitol significantly antagonized the UVA-induced up-regulation of matrix metalloproteinase 1 (MMP1), and the UVA-induced down-regulation of collagen type I and tissue inhibitor of metalloproteinases 1 (TIMP1) in HDEs. Electron microscopy analysis also revealed that pinitol remarkably increased the number of collagen fibrils with regular banding patterns in the dermis of UVA-irradiated human skin equivalents. Pinitol significantly reversed the UVA-induced phosphorylation levels of ERK and JNK but not p38, suggesting that this regulation may be the mechanism underlying the pinitol-mediated effects on UVA-irradiated HDEs. We also observed that pinitol specifically increased Smad3 phosphorylation, which is representative of the TGF-β signaling pathway for collagen synthesis. These data suggest that pinitol exerts several beneficial effects on UVA-induced damaged skin and can be used as a therapeutic agent to improve skin-related diseases.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.243-253
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• 2018

본 연구 목적은 제2형 당뇨병 환자에서의 D-chiro-inositol(DCI)의 혈당강하 효과, 당뇨 자가관리(Summary of Diabetes Self-Care Activities, SDSCA) 및 삶의 질(SF-36 Version 2.0, Korean)에 미치는 요인을 파악하고자 하였다. 연구대상은 충남대학교병원 내분비대사내과에 내원한 제2형 당뇨병 환자 중에서 3제의 경구 혈당강하제를 12주 이상 투여 했음에도 불구하고 당화혈색소 7.0% 이상인 환자를 2015년 3월부터 2016년 5월까지 24주간 무작위 이중맹검 위약대조 임상시험으로 총 46명을 분석하였다. 연구결과, 실험군에서 DCI 투여 이후 당화혈색소 $8.75{\pm}0.79%$(베이스라인), $8.36{\pm}1.03%$(투여 12주), $8.65{\pm}0.81%$(투여 24주)으로 유의하게 감소하였으나(p<0.05), 대조군과의 변화량은 차이가 없었다. 흥미롭게도 실험군과 대조군에서 당뇨 자가관리 점수가 높아졌으며, 특히 실험군 변화량에서의 하부영역인 혈당검사 만이 유의한 차이를 보였고, 삶의 질은 투여 전 $73.05{\pm}16.85$점에서 투여후 $82.74{\pm}10.68$점으로 향상되었다. DCI 투여에 따른 실험군에서의 요인간 경로분석에서 공복 혈당 변화량은 당뇨 자가관리 변화량이 높을수록(${\beta}=-0.505$, t=-2.743) 높다고 확인되었다. 삶의 질 변화량에 가장 큰 영향을 준 변수는 공복 c-펩타이드 변화량이 높을수록(${\beta}=-0.445$, t=-2.668), 당뇨 자가관리 변화량이 높을수록(${\beta}=0.411$, t=2.024) 높은 것으로 확인되었다. 결론적으로 제2형 당뇨병 환자에게 DCI 투여는 투여 12주차에 혈당 강하 효과를 보이고, 24주차에는 없었지만, 혈당강하 효과는 환자의 당뇨 자가관리를 높이고 삶의 질을 향상시켰다. 본 연구에 기초하여 결과적인 지표와 제2형 당뇨병 환자의 주관적인 관점에서 평가될 수 있는 삶의 질에 대한 경로분석을 통하여 모형의 적합도에 관한 연구로써 그 의의가 있다고 본다.

• 생명과학회지
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• 제23권9호
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• pp.1163-1169
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• 2013

인슐린은 근육세포 표면으로 포도당 수송체 4(glucose transporter 4, GLUT4)를 유도하여 혈액 속의 포도당을 세포 내로 유입시키도록 작용한다고 알려져 있다. Fagopyritol은 인슐린과 유사한 작용을 하는 것으로 알려져 있으므로, 본 연구에서는 혈당강하 효과가 있다고 알려진 fagopyritol을 랫드의 근육세포주(L6GLUT4myc 세포)에 처리하여, 아직 명확하게 밝혀지지 않은 fagopyritol의 혈당강하 기전을 규명하고자 수행하였다. Fagopyritol의 혈당강하 기전을 규명하기 위하여 근원세포(myoblast)와 근관세포(myotube)에 fagopyritol을 처리하여 액틴 필라멘트의 구조와 GLUT4에 미치는 영향을 분석하였다. Fagopyritol을 myoblast에 처리하였을 때, GLUT4가 처리군에서 대조군과 비교하여 유의 있게 원형질막 쪽으로 유도되는 것을 확인하였고, 액틴 필라멘트의 구조가 재조정되면서 GLUT4의 이동을 돕는 것으로 생각된다. 또한 fagopyritol이 인슐린과 유사한 작용 경로를 가지는지 확인하기 위하여, 인슐린 작용 경로에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)의 억제제인 LY294002를 fagopyritol과 함께 처리하였을 때 GLUT4가 원형질막 쪽으로 유도되지 않는 것을 확인하였다. Fagopyritol을 myotube에 처리하였을 때, myoblast에 처리하였을 때와 유사한 결과를 나타내었다. 이러한 결과를 종합하면 fagopyritol이 인슐린과 유사한 작용을 하여 액틴 필라멘트의 구조 변경과 GLUT4의 이동을 촉진시키는 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권12호
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• pp.1732-1739
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• 2016

아이스플랜트(Mesembryanthemum crystallinum)의 일반성분과 cyclitol 화합물을 분석하였으며, 기능성 식품의 소재로 활용 가능성을 알아보기 위하여 추출물의 용매분획별 항산화 효과 및 항당뇨 활성 등을 검정하였다. 무기질 함량은 K와 Na가 각각 $1,213.33{\pm}2.52$와 $545.53{\pm}12.01mg/100g$으로 가장 많았고, S, Ca, P, Mg의 순이었다. Cyclitol 화합물의 함량은 D-pinitol이 $4.04{\pm}0.08mg/g$으로 가장 많았으며, chiro-inositol과 myo-inositol은 각각 $2.82{\pm}0.01$과 $0.25{\pm}0.01mg/g$으로 비교적 적게 함유되어 있었다. 용매분획별 총페놀 함량은 chloroform과 ethyl acetate 분획에서 각각 $35.80{\pm}1.33$과 $23.70{\pm}0.62mg\;GAE/g$으로 많았다. DPPH, ABTS, FRAP 및 lipid/MA assay에 의한 항산화 활성은 공통적으로 chloroform 분획에서 가장 높은 활성을 나타내었으며, ethyl acetate 분획에서 비교적 높은 활성을 나타내었다. 항산화 활성은 용매분획별 총페놀 함량과 비례적이었다. 한편 항당뇨 효과는 ${\alpha}-glucosidase$ 저해활성에서 모든 용매분획에서 50% 이상의 활성을 나타내었으며, ethyl acetate, butanol 및 chloroform 분획에서 각각 $90.33{\pm}0.40$, $87.98{\pm}0.16$ 및 $86.38{\pm}0.51%$의 높은 활성을 나타내었다. ${\alpha}-Amylase$ 저해 활성은 $25.63{\pm}1.45{\sim}60.34{\pm}2.67%$로서 ${\alpha}-glucosidase$ 저해 활성보다는 낮았으나, 용매분획별 저해 활성은 유사한 경향을 보였다. 이와 같은 연구 결과로 볼 때 아이스플랜트가 항산화 및 항당뇨 기능성 천연소재로 활용이 가능할 것으로 생각되었다.

• 생명과학회지
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• 제27권8호
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• pp.909-918
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• 2017

본 연구는 아이스플랜트의 생리활성을 향상시키고, 식생활에서의 활용가능성을 높이기 위하여 물김치 형태로 발효시켰으며, 아이스플랜트의 성분 및 몇 가지 생리활성을 발효 전과 비교하였다. 물김치 침지액의 pH는 발효 6일째까지 계속해서 낮아졌으며, lactic acid의 생성량은 발효 4일째에 가장 많았다. 아이스플랜트 물김치 건더기 중의 D-pinitol은 발효 전 $4.196{\pm}0.096mg/g$에서 6일째에는 $3.843{\pm}0.116mg/g$으로 감소하였다. 그러나 myo-inositol과 D-chiro-inositol은 각각 발효 전 $0.453{\pm}0.022$와 $2.815{\pm}0.008mg/g$에서 6일째에 $0.630{\pm}0.029$와 $4.117{\pm}0.096mg/g$으로 증가하였다. 아이스플랜트 추출물의 DPPH, ABTS radical 소거활성 및 FRAP 활성은 대체로 발효 후에 높게 나타나 유사한 경향이었으며, 1 mg/ml의 농도로 처리하였을 때 각각 발효 5일째($79.09{\pm}0.69%$), 4일째($87.55{\pm}1.21%$) 및 6일째($78.72{\pm}0.99%$)에 가장 높았다. Lipid/MA assay에 의한 항산화 활성도 대체로 발효 후에 높게 나타나 유사한 경향이었으며, 추출물을 $500{\mu}g/ml$ 처리하였을 때, 발효 4일째에 가장 높은 활성($64.65{\pm}1.63%$)을 나타났으며, 발효 5, 6일째에는 낮아지는 경향이었다. 아이스플랜트 추출물의 t-BHP, $H_2O_2$ 및 ethanol에 의하여 손상된 BNL CL.2 세포의 생존율은 각각 $14.19{\pm}0.98$, $13.80{\pm}2.25$ 및 $25.89{\pm}2.90%$이었으나, 추출물을 $200{\mu}g/ml$의 농도로 처리하였을 경우, 각각 발효 6일째에 $50.07{\pm}4.85%$, 2일째에 57.06% 및 4일째에 $66.06{\pm}1.36%$의 세포생존율을 나타내어 간세포가 회복되고 있음을 알 수 있었다. 그러나 발효 후에 간세포 보호효과가 뚜렷이 증가하지는 않았다. ${\alpha}-Glucosidase$ 저해활성은 모든 실험군에서 $83.52{\pm}2.69{\sim}92.79{\pm}2.16%$로 상당히 높게 나타났으며, 발효기간이 경과함에 따라 조금씩 증가하였다. 한편 ${\alpha}-Amylase$ 저해활성은 전체적으로 $52.64{\pm}3.26{\sim}57.56{\pm}1.21%$로 나타났으며 발효 전후에 뚜렷한 차이가 없었다. 이와 같은 결과로 볼 때, 아이스플랜트의 물김치 발효기간은 4~5일이 적정할 것으로 생각되었다. 한편 발효에 의한 기능성은 항산화효과를 제외한 간세포보호 및 ${\alpha}-Glucosidase$, ${\alpha}-Amylase$ 저해활성은 전체적으로 소폭 향상에 그쳤다. 따라서 이러한 결과를 바탕으로 발효 등 다양한 가공방법이 개발되어, 향후 아이스플랜트의 소비촉진의 계기가 되기를 기대한다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제45권4호
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• pp.152-161
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• 2020

D-pinitol is an analog of 3-methoxy-D-chiro-inositol found in beans and plants. D-pinitol has anti-inflammatory, antidiabetic, and anticancer effects. Additionally, D-pinitol induces apoptosis and inhibits metastasis in breast and prostate cancers. However, to date, no study has investigated the anticancer effects of D-pinitol in oral cancer. Therefore, in this study, whether the anticancer effects of D-pinitol induce apoptosis, inhibit the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), and arrest cell cycle was investigated in squamous epithelial cells. D-pinitol decreased the survival and cell proliferation rates of CAL-27 and Ca9-22 oral squamous carcinoma cells in a concentration- and time-dependent manner. Evidence of apoptosis, including nuclear condensation, poly (ADP-ribose) polymerase, and caspase-3 fragmentation, was also observed. D-pinitol inhibited the migration and invasion of both cell lines. In terms of EMT-related proteins, E-cadherin was increased, whereas N-cadherin, Snail, and Slug were decreased. D-pinitol also decreased the expression of cyclin D1, a protein involved in the cell cycle, but increased the expression of p21, a cyclin-dependent kinase inhibitor. Hence, D-pinitol induces apoptosis and cell cycle arrest in CAL-27 and Ca9-22 cells, demonstrating an anticancer effect by decreasing the EMT.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.688-696
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• 2019

본 연구는 수분함유량이 많아 장기간의 보관이 어려운 아이스플랜트의 저장성을 높이기 위하여 발효하였을 경우, triglyceride, cholesterol 합성 및 tyrosinase 활성 등의 변화를 조사하였다. 유기산의 함량은 발효 후에는 lactic acid가 $23.672{\pm}3.74mg/g$으로 가장 많았으며 malic acid, acetic acid citric acid의 순이었다. 발효 전 후의 cyclitol 화합물의 변화를 보면, D-pinitol은 각각 $6.670{\pm}0.187mg/g$과 $5.541{\pm}0.088mg/g$으로 감소하였으나, myo-inositol은 $0.653{\pm}0.022mg/g$과 $3.848{\pm}0.216mg/g$, D-chiro-inositol은 $3.848{\pm}0.216mg/g$과 $4.945{\pm}0.098mg/g$으로 증가하였다. HepG2 세포 내 중성지방의 감소율은 발효 전 후에 각각 $3.04{\pm}1.70{\sim}35.73{\pm}5.06%$와 $5.13{\pm}0.90{\sim}53.32{\pm}1.79%$로서 발효 후 저해효과가 약간 높게 나타났으며, 대체로 극성이 큰 n-butanol과 aqueous 분획에서는 각각 $25.93{\pm}1.47{\sim}35.73{\pm}5.06%$과 $26.26{\pm}2.07{\sim}53.32{\pm}1.79%$로서 발효 후에 비교적 큰 폭으로 중성지방의 축적을 저해하였다. HepG2 세포 내 콜레스테롤의 감소율도 발효 전 후에 각각 $4.02{\pm}1.50{\sim}56.34{\pm}5.55%$와 $6.56{\pm}1.46{\sim}64.52{\pm}5.50%$ 정도로서 발효 후에 콜레스테롤의 합성 저해효과가 약간 크게 나타났다. 특히 처리농도가 $100{\mu}g/ml$ 이상에서 n-hexane, chloroform 및 ethylacetate 분획에서는 발효 전 후에 각각 $8.15{\pm}0.60{\sim}9.16{\pm}0.71%$와 $9.81{\pm}1.26{\sim}12.96{\pm}0.97%$로서 저해효과가 크지 않았으나, n-butanol과 aqueous 분획에서는 발효 전 후에 각각 $28.68{\pm}0.86{\sim}56.34{\pm}5.55%$와 $28.32{\pm}2.87{\sim}64.52{\pm}5.50%$로서 비교적 큰 폭으로 콜레스테롤의 합성을 저해하였다. Tyrosinase 활성억제효과도 발효 후에 약간 증가하는 경향이었다. 기질로서 L-tyrosine을 사용하였을 경우, 극성이 큰 aqueous 분획에서 발효 전 후에 각각 $60.58{\pm}4.035$와 $63.35{\pm}4.35%$로서 저해활성이 가장 높았으며, 양성대조군(arbutin, $100{\mu}g/ml$)의 72%에 달하는 활성이었다. 또한 기질로서 L-DOPA을 사용하였을 경우에도 aqueous 분획에서 발효 전 후에 각각 $56.85{\pm}1.57%$와 $59.38{\pm}1.74%$로서 저해활성이 가장 높았으며 양성대조군(kojic acid, $100{\mu}g/ml$)의 88% 이상의 높은 활성을 가지고 있었다. 전체적으로 발효 아이스플랜트의 중성지방 및 콜레스테롤 합성억제 효과, tyrosinase 활성억제효과는 대체로 발효 전에 비하여 다소 향상되었다. 특히 극성이 큰 용매의 분획추출물에서 높은 활성을 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 발효 등의 다양한 가공방법이 개발되어 저장성과 활용도가 높아질 수 있는 계기가 되기를 기대한다.