• 제목/요약/키워드: glut2

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트레드밀 지구성 운동이 streptozotocin으로 유발된 당뇨 흰쥐의 뇌에서 PGC-1α, GLUT-1, Tfam 단백질 및 항산화 효소(Cu, Zn-SOD, Mn-SOD)의 발현량에 미치는 영향 (Effect of Treadmill Exercise Training on the Expression of PGC-1α, GLUT-1, Tfam Proteins and Antioxydent Ezymes in Brain of STZ-Induced Diabetic Rats)

  • 박노환;이진;정국현;최봉암;장형채;이석인;이동수;조준용
    • 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.

Betulinic acid의 PI3K와 AMPK경로 활성화를 통한 3T3-L1 지방세포에서 포도당 흡수 촉진 효과 (Betulinic Acid Stimulates Glucose Uptake through the Activation of PI3K and AMPK in 3T3-L1 Adipocytes)

  • 이정경;박재은;한지숙
    • 생명과학회지
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    • 제32권10호
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    • pp.762-770
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    • 2022
  • 제 2형 당뇨병은 고혈당을 특징으로 하는 만성 대사성 질환으로 인슐린 민감성및 저항성을 개선하여 세포속으로 포도당 흡수를 촉진시킴으로서 완화될 수 있다. 본 연구는 triterpenoid 화합물인 betulinic acid가 3T3-L1 지방세포에서 인슐린 신호전달체계를 개선하여 포도당 흡수를 촉진시키는지를 조사하고 그 작용기전을 규명하였다. Betulinic acid는 3T3-L1 지방세포에서 농도의존적으로 포도당 흡수를 유의하게 증가시켰으며, 이는 PM-GLUT4의 발현 증가와 관련이 있음을 관찰하였다. Betulinic acid는 인슐린 신호전달 경로에서 PI3K의 활성화 및 IRS-1tyr, Akt의 인산화를 대조군에 비해 유의하게 증가시켰다. 또한 AMPK의 활성화를 나타내는 pAMPK와 AMPK 하위인자인 pACC의 수준을 유의하게 증가시켰다. Betulinic acid에 의한 PI3K 및 AMPK 경로의 활성화를 증명하기 위해, PI3K 억제제(Wortmannin)와 AMPK의 억제제(Compound C)를 사용하여 이들 처리에 의한 포도당 흡수능과 PM-GLUT4의 발현을 측정한 결과 이들의 발현이 유의하게 저해되었다. 본 연구에서 betulinic acid는 3T3-L1 지방세포에서 PI3K 및 AMPK 경로의 활성화를 통해 세포막으로 포도당 수송체인 GLUT4 전위를 촉진시키고 포도당 흡수를 증가시킬 수 있음을 나타내었다. 이러한 결과는 betulinic acid가 인슐린 민감성을 증진시키고 고혈당을 완화하는데 도움이 될 수 있음을 시사한다.

3T3-L1 지방세포에서 PI3K/AKT 및 AMPK 경로의 활성화를 통한 루페올의 포도당 흡수촉진 효과 (Facilitation of Glucose Uptake by Lupeol through the Activation of the PI3K/AKT and AMPK Dependent Pathways in 3T3-L1 Adipocytes)

  • 이현아;한지숙
    • 생명과학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.86-93
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    • 2022
  • Lupeol은 pentacyclic triterpene의 일종으로 다양한 질병에 약리 효과가 있는 것으로 보고되어 있으나, lupeol이 포도당 흡수에 미치는 영향은 아직 보고된 바 없다. 본 연구에서 3T3-L1 지방세포에서 포도당 흡수에 대한 lupeol의 효과를 조사하였다. 그 결과, Lupeol은 3T3-L1 지방세포에서 GLUT4를 원형질막으로 이동시켜 포도당 흡수를 촉진하였으며, 이는 PI3K/AKT 및 AMPK 경로의 활성화와 관련되어 있었다. PI3K/AKT 경로에서 lupeol은 PI3K를 활성화시키는 insulin receptor substrate 1의 인산화와 AKT의 인산화를 촉진하지만 비정형 단백질 키나아제 C isoforms ζ 및 λ의 인산화는 촉진하지 않았다. 반면, lupeol은 5 'AMP-activated protein kinase의 인산화를 촉진하였고, Lupeol의 의한 AMPK의 활성화는 원형질막-GLUT4의 발현과 세포내 포도당 흡수를 증가시키는 것으로 확인되었다. 3T3-L1 지방세포에서 lupeol에 의한 포도당 흡수 효과는 PI3K 억제제인 wortmannin 및 AMPK 억제제인 Compound C에 의해 억제됨을 통해 확인하였다. 본 연구 결과는 lupeol이 3T3-L1 지방세포에서 PI3K/AKT 및 AMPK 경로를 통해 원형질막 GLUT4의 발현을 자극함으로써 인슐린 감수성을 증가시켜 포도당 흡수를 촉진할 수 있음을 제시하고 있다.

Lactobacillus plantarum으로 발효한 뽕잎 추출물의 항당뇨 효과 (Anti-diabetic effect of mulberry leaf extract fermented with Lactobacillus plantarum)

  • 최지수;이설희;박영서
    • 한국식품과학회지
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    • 제52권2호
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    • pp.191-199
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    • 2020
  • 본 연구에서는 발효식품으로부터 항당뇨 효능을 지닌 유산균을 분리하여 뽕잎 추출물을 발효하고, 제조된 유산균 발효 뽕잎 추출물의 항당뇨 효능을 평가하였다. 갓김치에서 분리된 Lactobacillus plantarum SG-053은 α-glucosidase 저해 활성이 96.8%로 가장 우수하고, 뽕잎을 발효하여 뽕잎에 존재하는 항당뇨 지표물질인 1-deoxynojirimycin (DNJ)의 함량을 2.2배 증가시키며 우수한 생육 활성을 나타내어 본 연구에서 뽕잎 추출액의 발효에 사용하였다. L. plantarum SG-053으로 발효한 뽕잎 추출물은 L6 근관세포에 대한 세포독성은 없었고, IRS-1, PI3K p85α, GLUT-4 유전자 발현을 각각 1.4, 2.2, 1.4배로 증가시켰으며, 세포의 2-deoxyglucose 흡수를 1 μM의 인슐린보다 높은 수준인 40.7% 증가시켜 인슐린 신호전달 경로를 활성화시킴으로써 세포의 인슐린 저항성을 개선하는 것으로 확인되었다. 경구 당 부하 검사를 통해 유산균 발효 뽕잎 추출물이 포도당 섭취에 의해 증가한 혈당을 빠르게 감소시키고, α-glucosidase의 저해를 통해 maltose의 분해에 의한 혈당 증가를 억제하였다. 유산균 발효 뽕잎 추출물은 SD rat의 허벅지 골격근 조직의 PI3K p85α와 GLUT-4 유전자 발현을 각각 6.4, 2.1배 증가시켜 L6 근관세포에서와 유사한 결과를 나타냈으며, in vivo 근육 조직에서도 인슐린 신호전달경로의 활성화에 영향을 준다는 것을 확인하였다. 본 연구 결과로 L. plantarum SG-053이 뽕잎을 효과적으로 발효하여 DNJ의 함량을 증진시킨다는 것을 확인하였으며, L. plantarum SG-053으로 발효한 뽕잎 추출물은 우수한 항당뇨 효능을 지니는 것을 세포 및 동물실험 수준에서 확인하였다.

Effects of exogenous lactate administration on fat metabolism and glycogen synthesis factors in rats

  • Kyun, Sunghwan;Yoo, Choongsung;Hashimoto, Takeshi;Tomi, Hironori;Teramoto, Noboru;Kim, Jisu;Lim, Kiwon
    • 운동영양학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.1-5
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    • 2020
  • [Purpose] Lactate has several beneficial roles as an energy resource and in metabolism. However, studies on the effects of oral administration of lactate on fat metabolism and glycogen synthesis are limited. Therefore, the purpose of the present study was to investigate how oral administration of lactate affects fat metabolism and glycogen synthesis factors at specific times (0, 30, 60, 120 min) after intake. [Methods] Male Sprague Dawley (SD) rats (n = 24) were divided into four groups as follows: the control group (0 min) was sacrificed immediately after oral lactate administration; the test groups were administered lactate (2 g/kg) and sacrificed after 30, 60, and 120 min. Skeletal muscle and liver mRNA expression of GLUT4, FAT/CD36, PDH, CS, PC and GYS2 was assessed using reverse transcription-polymerase chain reaction. [Results] GLUT4 and FAT/CD36 expression was significantly increased in skeletal muscle 120 min after lactate administration. PDH expression in skeletal muscle was altered at 30 and 120 min after lactate consumption, but was not significantly different compared to the control. CS, PC and GYS2 expression in liver was increased 60 min after lactate administration. [Conclusion] Our results indicate that exogenous lactate administration increases GLUT4 and FAT/CD36 expression in the muscle as well as glycogen synthase factors (PC, GYS2) in the liver after 60 min. Therefore, lactate supplementation may increase fat utilization as well as induce positive effects on glycogen synthesis in athletes.

가시오갈피 물 추출물이 간세포에서 포도당 이용 대사에 미치는 영향 (Effects of Acanthopanax senticosus Water Extract on Glucose-Regulating Mechanisms in HepG2 Cells)

  • 김대중;강윤환;김경곤;김태우;박재봉;최면
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.552-561
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    • 2017
  • 본 연구에서는 가시오갈피 물 추출물(ASW)를 이용하여 아직 시도된 바가 없는 HepG2 세포 내 포도당 유입과정 및 glucokinase(GK) 활성을 통한 포도당 이용대사 실험을 수행하였다. 포도당의 세포 내 유입은 GLUT2의 transcription factor들 중 하나인 $HNF-1{\alpha}$의 활성화로 GLUT2의 유전자 발현이 증가하여 이루어지는 것을 확인하였다. GK 활성 측정 결과 ASW가 GK를 활성화하여 포도당의 인산화에 영향을 주는 것을 확인하였고 AMP-activated protein kinase의 인산화 증가로 glycolysis에 관여하는 효소인 GK의 단백질 발현은 증가하고, gluconeogenesis에 관여하는 phosphoenolpyruvate carboxykinase의 단백질 발현은 감소하는 것을 확인하였다. 그리고 인산화된 포도당이 glycogen으로 전환 저장되는 메커니즘을 pPI3k-pAkt-pGSK-$3{\beta}$의 단계별 단백질 발현을 확인함으로써 검증하였으며, glycogen 함량 측정을 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 ASW가 다양한 메커니즘에 작용하여 당뇨의 예방 및 개선에 활용할 수 있는 잠재적 소재임을 확인하였고, 이는 ASW가 천연 기능성 소재로서의 개발가치가 높음을 시사한다.

Effect of Prunetin on Streptozotocin-Induced Diabetic Nephropathy in Rats - a Biochemical and Molecular Approach

  • Jose Vinoth Raja Antony Samy;Nirubama Kumar;Sengottuvelu Singaravel;Rajapandiyan Krishnamoorthy;Mohammad A Alshuniaber;Mansour K. Gatasheh;Amalan Venkatesan;Vijayakumar Natesan;Sung-Jin Kim
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제31권6호
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    • pp.619-628
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    • 2023
  • In the modern era, chronic kidney failure due to diabetes has spread across the globe. Prunetin (PRU), a component of herbal medicines, has a broad variety of pharmacological activities; these may help to slow the onset of diabetic kidney disease. The anti-nephropathic effects of PRU have not yet been reported. The present study explored the potential nephroprotective actions of PRU in diabetic rats. For 28 days, nephropathic rats were given oral doses of PRU (20, 40, and 80 mg/kg). Body weight, blood urea, creatinine, total protein, lipid profile, liver marker enzymes, carbohydrate metabolic enzymes, C-reactive protein, antioxidants, lipid peroxidative indicators, and the expression of insulin receptor substrate 1 (IRS-1) and glucose transporter 2 (GLUT-2) mRNA genes were all examined. Histological examinations of the kidneys, liver, and pancreas were also performed. The oral treatment of PRU drastically lowered the blood glucose, HbA1c, blood urea, creatinine, serum glutamic-oxaloacetic transaminase, serum glutamic pyruvic transaminase, alkaline phosphatase, lipid profile, and hexokinase. Meanwhile, the levels of fructose 1,6-bisphosphatase, glucose-6-phosphatase, and phosphoenol pyruvate carboxykinase were all elevated, but glucose-6-phosphate dehydrogenase dropped significantly. Inflammatory marker antioxidants and lipid peroxidative markers were also less persistent due to this administration. PRU upregulated the IRS-1 and GLUT-2 gene expression in the nephropathic group. The possible renoprotective properties of PRU were validated by histopathology of the liver, kidney, and pancreatic tissues. It is therefore proposed that PRU (80 mg/kg) has considerable renoprotective benefits in diabetic nephropathy in rats.

가시오가피약침(五加皮藥鍼)이 High-fat Diet로 유발(誘發)된 대사증후군(代謝症候群)에 미치는 영향(影響) (The Study on the Effect of Acanthopanax Senticocus Herbal Acupuncture on Metabolic Syndrome in High-fat Diet Fed Mice)

  • 유태섭;고형균;강성길
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제22권3호
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    • pp.77-92
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    • 2005
  • 가시오가피약침(五加皮藥鍼)이 대사증후군(代謝症候群)에 미치는 영향을 알아보기 위하여 ICR mouse에 고지방식이로 비만과 대사증후군(代謝症候群)을 유도하면서 신유(腎兪)(BL23)에 상응하는 부위에 일정한 방법으로 가시오가피약침(五加皮藥鍼)후 체중, 식이효율, 혈중 glucose, insulin level, insulin resistance, 경구내당능, 혈압, 혈중지질의 변화, 지방조직의 중량과 면적, 조직학적 변화와 GLUT-4 mRNA 및 UCP-1 mRNA의 발현을 관찰하여 유의한 결과를 얻었다. 1. 가시오가피약침(五加皮藥鍼)은 체중의 증가와 식이효율의 상승을 억제하였다. 2. 가시오가피약침(五加皮藥鍼)은 혈중 glucose, insulin level 및 insulin resistance의 상승을 억제하고, 경 구내당능을 개선시켰다. 3. 가시오가피약침(五加皮藥鍼)은 혈압의 상승을 억제하였다. 4. 가시오가피약침(五加皮藥鍼)은 혈중지질의 이상을 개선시켰다. 5. 가시오가피약침(五加皮藥鍼)은 WAT, BAT 및 liver 중량의 증가를 억제하였고, WAT와 BAT의 면적과 직경의 증가를 억제하였다. 6. 가시오가피약침(五加皮藥鍼)은 GLUT-4 mRNA 및 UCP-1 mRNA 발현의 증가를 억제하였다.

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제 2형 당뇨모델 OLETF 랫드에서 동충하초의 항당뇨 효과 (Anti-diabetic Effects of Isaria tenuipes in OLETF Rats as an Animal Model of Diabetes Mellitus Type II)

  • 서동석;강종구;정미혜;권민;박철범
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.152-157
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    • 2013
  • 본 연구는 동충하초(Isaria tenuipes)를 유전적 당뇨 질환 동물모델인 OLETF 랫드에서 4주간 경구 투여하여 항당뇨 효과에 대한 연구결과로써, OLETF 랫드 동충하초(Isaria tenuipes) 투여군은 당뇨대조군과 비교하여 투여 4주에는 사료 섭취량과 체중이 증가하였다. 이는 동충하초(Isaria tenuipes)를 섭취한 OLETF 랫드는 고지방식 사료만 섭취한 OLETF 랫드에 비해 당뇨 유발이 개선된 결과로 판단된다. 혈중 포도당 농도, 인슐린 농도 및 인슐린 저항성 지표인 HOMA-IR 수치가 용량 의존적으로 감소하였다. 또한 GLUT4 유전자 발현을 측정한 결과 대조군에 비해 동충하초(Isaria tenuipes) 투여군의 mRNA 및 단백질이 용량 의존적으로 증가하는 경향을 보였다. 따라서, 동충하초(Isaria tenuipes)의 섭취가 제2형 당뇨에서 인슐린의 감수성이나 저항성에 영향을 미치고, 혈당을 강화시키는 것으로 사료되므로 당뇨병환자의 혈당저하에 기여할 것이라 기대한다. 이에 본 연구는 천연물질을 이용한 당뇨병의 예방 및 치료에 동충하초(Isaria tenuipes)를 사용할 수 있는 이론적 토대를 제공할 것으로 생각된다.

고리매(Scytosiphon lomentaria) 에탄올 추출물이 마이오스타틴 활성과 고 급식으로 유도된 비만 제브라피쉬에 미치는 영향 (Effect of Scytosiphon lomentaria Ethanol Extracts on Myostatin Activity and Zebrafish Obesity Induced by High Feeding)

  • 정준교;김재홍;김정환;김용수;진덕희;진형주
    • 생명과학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.699-709
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    • 2021
  • 생활습관 개선을 통한 근육량향상은 대사 증후군의 위험을 줄이는 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 갈조류인 고리매(Scytosiphon lomentaria) 에탄올 추출물이 골격근 성장억제조절 단백질인 마이오스타틴 신호전달을 억제하는지와 고 급식으로 유도된 비만 제브라피시의 대사 항상성에 대한 효과를 확인하였다. 고리매 에탄올 추출물(10 ㎍/ml)은 pGL3- (CAGA) 12-루시퍼라제 분석에서 마이오스타틴(1 nM/ml) 신호를 완전히 차단하였다. 또한 웨스턴 블롯 분석에서 마이오스타틴 신호를 차단하여 Smad2 인산화가 억제되는 것을 확인하였다. 제브라피쉬의 치어에 대한 연구는 고 급식 대조군 그룹의 체내 포도당 농도는 정상 급식 대조군 그룹보다 유의하게 높았지만, 12.5 ug의 고리매 에탄올을 처리한 고 급식 그룹과 18.75 ug의 고리매 에탄올로 처리한 고 급식 그룹의 체내 포도당 수준은 정상 급식 대조군 그룹과 유사하였다. 고 급식 그룹의 GLUT2 유전자의 mRNA 발현 수준은 정상 급식 대조군 그룹에 비해 현저히 낮았다. 하지만, 고리매 에탄올 추출물을 처리한 실험군 그룹의 GLUT2 유전자의 발현은 정상 급식 대조군 그룹의 GLUT2 유전자의 발현과 거의 유사하게 나타났다. 그러므로 고리매 에탄올 추출물은 GLUT2유전자의 발현 조절을 통하여 체내 포도당 조절이 가능함을 보여준다. 본 연구의 결과는 고리매 에탄올 추출물이 대사 증후군 치료에 도움을 주는 소재 및 마이오스타틴 억제제로서의 가능성을 시사합니다.