• 제목/요약/키워드: insulin

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Recent advances in organoid culture for insulin production and diabetes therapy: methods and challenges

  • Dayem, Ahmed Abdal;Lee, Soo Bin;Kim, Kyeongseok;Lim, Kyung Min;Jeon, Tak-il;Cho, Ssang-Goo
    • BMB Reports
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    • 제52권5호
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    • pp.295-303
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    • 2019
  • Breakthroughs in stem cell technology have contributed to disease modeling and drug screening via organoid technology. Organoid are defined as three-dimensional cellular aggregations derived from adult tissues or stem cells. They recapitulate the intricate pattern and functionality of the original tissue. Insulin is secreted mainly by the pancreatic ${\beta}$ cells. Large-scale production of insulin-secreting ${\beta}$ cells is crucial for diabetes therapy. Here, we provide a brief overview of organoids and focus on recent advances in protocols for the generation of pancreatic islet organoids from pancreatic tissue or pluripotent stem cells for insulin secretion. The feasibility and limitations of organoid cultures derived from stem cells for insulin production will be described. As the pancreas and gut share the same embryological origin and produce insulin, we will also discuss the possible application of gut organoids for diabetes therapy. Better understanding of the challenges associated with the current protocols for organoid culture facilitates development of scalable organoid cultures for applications in biomedicine.

Predictive capability of fasting-state glucose and insulin measurements for abnormal glucose tolerance in women with polycystic ovary syndrome

  • Chun, Sungwook
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제48권2호
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    • pp.156-162
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    • 2021
  • Objective: The aim of the present study was to evaluate the predictive capability of fasting-state measurements of glucose and insulin levels alone for abnormal glucose tolerance in women with polycystic ovary syndrome (PCOS). Methods: In total, 153 Korean women with PCOS were included in this study. The correlations between the 2-hour postload glucose (2-hr PG) level during the 75-g oral glucose tolerance test (OGTT) and other parameters were evaluated using Pearson correlation coefficients and linear regression analysis. The predictive accuracy of fasting glucose and insulin levels and other fasting-state indices for assessing insulin sensitivity derived from glucose and insulin levels for abnormal glucose tolerance was evaluated using receiver operating characteristic (ROC) curve analysis. Results: Significant correlations were observed between the 2-hr PG level and most fasting-state parameters in women with PCOS. However, the area under the ROC curve values for each fasting-state parameter for predicting abnormal glucose tolerance were all between 0.5 and 0.7 in the study participants, which falls into the "less accurate" category for prediction. Conclusion: Fasting-state measurements of glucose and insulin alone are not enough to predict abnormal glucose tolerance in women with PCOS. A standard OGTT is needed to screen for impaired glucose tolerance and type 2 diabetes mellitus in women with PCOS.

Ginsenoside Re가 골격근의 고지방식 유도 인슐린 저항성에 미치는 영향 (The Effects of Ginsenoside Re on High-Fat Diet induced Insulin Resistance in Muscle)

  • 정수련
    • 운동영양학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.75-80
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    • 2010
  • We evaluated the effect of the ginsenoside Re on insulin resistance of glucose transport in muscles of rats made insulin resistant with a high fat diet. After a week of adaptation period to the laboratory environment, 40 male wistar rats were randomly assigned into 2 groups (Chow diet group; CD, n = 20, High fat diet group; HFD, n = 20). After 5-week of high fat diet, Food was removed after 6:00 PM the day before the experiment. The following morning, rats were anesthetized by an intraperitoneal injection of pentobarbital sodium (50 mg/kg body wt), and the soleus muscles were removed. Before incubation, the soleus muscle was split longitudinally into strips with an average weight of 15~20 mg. After the muscle dissection was completed, the abdominal cavity was opened, and the epididymal, mesenteric, and retroperitoneal fat pads were removed and weighed. Treatment of muscles with ginsenoside Re alone had no effect on glucose transport. The high fat diet resulted in ~50% decreases glucose transport rate in soleus muscles. Treatment of muscles with ginsenoside Re in vitro for 90 min completely reversed the high fat diet-induced insulin resistance of glucose transport in soleus muscles. This effect of ginsenoside Re is specific for insulin stimulated glucose transport, as Re treatment did not reverse the high fat diet-induced resistance of skeletal muscle glucose transport to stimulation by contraction. Our results show that the ginsenoside Re induces a remarkably rapid reversal of high fat diet-induced insulin resistance of muscle glucose transport.

Insulin 측정용 방사면역측정법 시약의 평가 (The Evaluation of Radioimmunoassay kits for Insulin)

  • 신용환;김윤현;이일규;김지영;석재동;신숙희
    • 핵의학기술
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    • 제16권2호
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    • pp.149-155
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    • 2012
  • 혈중 Insulin 농도는 췌장 ${\beta}$세포의 인슐린 분비기능을 반영하고 당뇨병의 진단, 병태 파악, 내당능 이상의 원인감별에 유용한 지표이다. 핵의학검사실에서 사용하고 있는 혈중 Insulin 측정용 시약들은 제조회사마다 검사방법 뿐만 아니라 비용효과 측면, 정밀도 등 정도관리 측면에서도 다소 차이를 보이고 있다. 따라서 Insulin 측정용 방사면역측정법 시약들의 제조 회사별 비교를 통해 진단적 성능을 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 2009년 8월 59명의 환자 검체를 대상으로 시행된 3개 제조회사(Biosource, Siemens, TFB)의 혈중 Insulin측정치와 2011년 12월 68명의 환자 검체를 대상으로 시행된 4개 제조회사(Immunotech, Izotope, BNIBT, Cisbio)의 혈중 Insulin측정치를 비교 평가하였다. 이들 7개 제조회사별 Insulin측정치에 대하여 정밀도, 회수율, 상관관계를 살펴보았으며 일부 인슐린 고농도 특이검체를 가지고 희석시험을 통해 혈중 Insulin측정치를 상호 비교 평가하였다. 혈중 Insulin 측정은 시약 내 설명서의 권고사항을 준수하여 실시하였으며 결과 검증을 위한 통계 프로그램은 SPSS 12.0을 이용하였다. 측정 내 정밀도는 Biosource, Siemens, TFB, Immunotech, Izotope, BNIBT, Cisbio 7개 제조회사 모두 5.0% 이하의 변이계수를 보였다. 회수율은 저, 중, 고 세가지 농도의 혈청에서 Biosource, Siemens, TFB시약이 각각 94.2~103.7%, 99.0~104.6%, 99.7~107.6% 구간을 보였고 Immunotech, Izotope, BNIBT, Cisbio 시약에서 각각 93.5~99.1%, 91.4~99.1%, 99.2~131.0%, 84.8~102.3% 구간의 회수율을 보였다. Biosource 시약을 기준으로 비교한 상관관계에서 Siemens 시약이 R2=0.96(P<0.01), TFB시약이 R2=0.99(P<0.01)를 보였으며 TFB 시약을 기준으로 비교한 상관관계에서는 BNIBT시약(R2=0.80, P<0.01)을 제외한 대부분의 시약에서 강한 상관관계(R2=0.96 이상, p<0.01)를 보였다. 200 ${\mu}IU/ml$ 이상 고농도 희석시험에서는 당뇨병환자 검체를 대상으로 했을 때 7개 제조회사 시약 모두 고농도값을 정상적으로 측정하였다. 하지만, 인슐린 종양 검체를 대상으로 측정한 검사에서는 TFB, Siemens, Izotope, Cisbio시약들은 고농도값을 정상적으로 측정하였지만 Biosource와 Immunotech 시약에서 각각 47.4 ${\mu}IU/ml$, 72.3 ${\mu}IU/ml$의 측정치를 보였다. 혈중 Insulin 측정용 방사면역측정법 시약들은 전반적으로 성능이 임상 적용 가능한 범위의 측정 정밀도를 보이면서, 우수한 회수율과 양호한 상관관계를 보였지만 일부 시약에서 고농도 특이검체를 대상으로 Insulin을 측정한 검사에서 고농도값을 제대로 측정하지 못했다. 따라서 여러가지 요인을 놓고 볼 때 비용 효과측면과 자동화 장비에 대한 호환성, 검사 반응시간등 각 검사실 환경에 맞는 시약과 진단적 성능이 보다 우수한 시약을 선정하여 사용한다면 정확하고 신속한 결과보고에 있어서 많은 도움이 된다고 사료된다.

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통계적 분석을 통한 Insulin의 정상 참고치 설정 (Establishment of Reference Value of Insulin Using the Statistical Analysis)

  • 김외정;윤필영;신영균;유선희;조시만
    • 핵의학기술
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    • 제14권1호
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    • pp.143-146
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    • 2010
  • Insulin은 공복시에 저혈당인 환자의평가, 당뇨병의 분류 및 예측, ${\beta}$-세포의 활성도 평가, 인슐린 내성 조사에 임상적 유용성이 있다. 이에 통계적 분석으로 insulin의 정상 참고치를 설정함으로써 insulin 검사의 유용성을 증가시키고자 한다. 2008년 5월부터 8월까지 본원 건진 센터에 내원한 환자 6648명 중 당뇨병의 가족력이 있는 사람, 당뇨 medication 중인 사람, 혈당 상승의 과거력이 있는 사람, 정상 공복혈당 100 mg/dL 이상인 사람, BMI 18.5~22.9 $kg/m^2$의 범위를 벗어나는 사람, HbA1c 6.5% 이상인 사람을 exclusion criteria로 설정하였다. Subgroup은(하위집단의 평균치 차/95% 참고범위 간격 차)${\times}$100의 산출값이 기준치 25%보다 큰 경우에 한하여 하위집단을 구분 설정하였다. 성별과 연령으로 subgroup의 참고치 설정여부를 확인하였고, Bayesian's method와 Hoffman's method로 통계적 분석을 실시하여 정상 참고치를 설정하였다. 남녀의 insulin 평균치 차이가 0.317로 산출값이 3.34%로 성별간 subgroup의 설정은 필요하지 않다. 데이터의 평균나이인 45세를 기준으로 한 산출값은 5.83%로 연령간 subgroup의 설정 또한 필요하지 않다. Bayesian 법으로 insulin의 평균은 5.403 uIU/mL로 표준편차 2.720으로 ${\pm}3SD$를 벗어난 94명을 제외한 6554명을 대상으로 분석한 결과 정상 참고치는 1.5~11.0 uIU/mL이다. Hoffmann 법을 통한 통계적 분석은 insulin값을 log insulin값으로 변환하여 정규분포를 만든 후${\pm}3SD$를 벗어난 9명을 제외한 6639명을 대상으로 분석한 결과, 정상 참고치가 1.8~12.8 uIU/mL이다. Kit 내 보고되어 있는 정상 참고치 1.7~11.8 uIU/mL와 비슷한 결과 값인 Hoffmann 법으로 통계적 분석한 결과인 1.8~12.8 uIU/mL로 insulin 정상 참고치를 설정하였다. 이는 당뇨병 평가에 중요한 역할을 하는 insulin의 정상 참고치를 설정함으로써 검사의 유용성을 높일 것으로 여겨진다.

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제2형 당뇨병 환자에서 인슐린저항성과 심혈관질환 위험요인 및 식이요인과의 관계 (The Association of Insulin Resistance with Cardiovascular Disease Risk and Dietary Factors in Korean Type 2 DM Patients)

  • 유소영;홍혜숙;이현숙;최영주;허갑범;김화영
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제40권1호
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    • pp.31-40
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    • 2007
  • The purpose of this study was to investigate the association between insulin resistance and cardiovascular disease risk factors in Korean type 2 diabetes patients. The subjects were 429 (male: 218, female: 211) type 2 DM patients visited DM clinic, and they were classified into quartiles based on $K_{ITT}$ index (%/min, Insulin Tolerance Test). Anthropometric and biochemical characteristics, and dietary intakes by Food Frequency Questionnaire were assessed. The means of waist circumference, fat mass, percent body fat and abdominal fat thickness were significantly higher in the lowest quartile (the most insulin resistant group) than in the highest quartile (the least insulin resistant group) of $K_{ITT}$ index (%/min)(p<0.05), For hematological values, the lowest quartile showed significantly higher fasting blood glucose, HbA1c, C-peptide, insulin, triglyceride, ApoB/apoA-1 ratio and C-reactive protein compared to the highest quartile (p < 0.05). Moreover, $K_{ITT}$ index (%/min) was negatively correlated with waist circumference, fat mass, percent body fat, abdominal fat thickness and fasting blood concentrations of glucose, HbA1c, C-peptide, insulin, cholesterol, triglyceride, ApoB/apoA-1 ratio and C-reactive protein (p < 0.05). Nutrient intakes were not significantly different among the quartile groups of $K_{ITT}$ index (%/min) and also not correlated with insulin resistance, however, they showed correlation with obesity parameters (BMI, waist circumference, waist-hip ratio, vat mass, abdominal fat thickness), which were strongly associated with insulin resistance. In conclusion, cardiovascular disease risk would be higher as the insulin resistance grows in Korean type 2 DM patients, and nutrient intakes would affect to the insulin resistance through the effect on anthropometric parameters.

In vitro에서 길경 추출 분획물의 항당뇨 효과 조사 (In vitro Anti-diabetic Effects of Crude Extracts of Platycodi Radix)

  • 고병섭;권대영;홍상미;박선민
    • 한국식품과학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.701-707
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    • 2007
  • 민간요법에서 항당뇨 및 항비만 효과가 있는 것으로 알려진 길경의 항당뇨 효과가 있는 지 여부를 in vitro에서 조사하기 위해서 길경을 70% 에탄올로 추출한 후 메탄올과 물을 섞은 용액으로 단계별로 XAD-4 column으로 분획하였다. 본 연구에서는 1) 3T3-L1 섬유아세포와 지방세포에서 길경의 추출 분획물이 인슐린처럼 작용하는 인슐린성 물질이거나, 2) 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 물질이거나, 또는 3) 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 향상시키거나, 4) 베타세포의 기능과 양을 증가시키는데 관여하는 유전자인 IRS-2, glucokinase, PDX-1의 mRNA 발현을 향상시키거나, 5) $\alpha-glucoamylase$ 활성을 억제하는 물질로 작용하는 지 여부를 조사하였다. 길경 추출 분획물은 인슐린성 물질로 작용하지 않았다. 반면에 0, 20와 100%메탄올층은 3T3-L1 지방세포에서 인슐린 자극에 의한 포도당 흡수를 증가시켰다. 이 분획층 중에서 특히 0%과 100% 메탄올 분획층은 분화 유도물질의 작용을 향상시켜 3T3-L1 섬유아세포에서 지방세포로의 분화 및 중성 지방의 축적을 증가시켰다. 그러므로 이들은 $PPAR-{\gamma}$ agonist로 작용하는 물질을 함유할 가능성이 매우 높다. 인슐린을 분비하는 세포인 Min6 세포에서 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 향상시키는 지 여부를 조사하였는데 20, 80 그리고 100% 메탄올층은 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 증가시켰다. 그 기전은 인슐린 분비와 베타세포의 증식에 관여하는 유전자의 IRS-2, glucokinase 그리고 PDX-1의 mRNA의 양을 증가시키는 것과 관련이 있다. 결론적으로 길경은 지방 세포의 분화를 촉진하는 물질, 인슐린 민감성을 향상시키는 물질 그리고 베타세포의 기능과 증식을 촉진시키는 물질을 함유하고 있으므로 우리나라 및 아시아의 사람들에서 많이 유발되는 비만을 동반하지 않은 당뇨병 및 인슐린 저항성의 치료와 예방에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

오미자 추출물의 혈당 강하 효과에 관한 연구 (A Study on Hypoglycemic Effects of Crude Extracts of Schizandrae Fructus)

  • 고병섭;박성규;최수봉;전동화;최미경;박선민
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제47권2호
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    • pp.258-264
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    • 2004
  • 한의학에서 당뇨병 (소갈) 처방으로 사용되는 옥천산 처방의 성분 중의 하나인 오미자의 포도당 이용에 대한 효과를 조사하기 위해서 오미자를 70% 에탄올로 추출한 후 메탄올과 물을 섞은 용액으로 단계별로 XAD-4 column 으로 분획하였다. 오미자를 복용한 후 혈당을 낮추기 위해서는 인슐린처럼 작용하는 인슐린성 물질이거나, 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 물질로 작용하거나, 또는 ${\alpha}-glucoamylase$ 활성을 억제하여 탄수화물의 소화를 방해 작용이 있어야 하므로 본 연구에서는 섬유아세포와 지방세포 3T3-L1에서 각 분획층이 이러한 3가지 기전에 관여하는 지를 조사하였다. 오미자 분획물은 인슐린성 물질로 작용하거나 ${\alpha}-glucoamylase$의 활성을 저하시켜 탄수화물의 소화를 방해하지 않았다. 그러나 오미자 분획층은 인슐린의 작용을 향상시켜 포도당의 흡수를 증가시키는 효과가 매우 컸다. 특히 오미자 분획층 중 Fr. 4(메탄올 60%)와 Fr. 5(메탄올 80%)는 지방세포 3T3-L1에서 포도당의 흡수를 현저하게 증가시켜 인슐린을 50 ng/ml를 처리한 것보다도 효과적으로 포도당 흡수를 증가시켰다. Fr. 4와 Fr. 5에서 포도당 흡수가 증가한 것은 Fr. 4와 5가 인슐린 작용을 향상시켜 세포막에 GLUT4양을 증가시진 결과이었다. 결론적으로 오미자 중 특히 Fr. 4와 Fr. 5에 인슐린 민감성 제제가 함유되어 있을 것으로 추정된다.

Computer Simulation of Glucose-insulin Kinetics During Intravenous Glucose Tolerance Test

  • Min, B.G;Woo, E.J.
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.9-14
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    • 1983
  • A new quantitative method was developed for separation of three interactive physiological factors (hepatic glucose balance, peripheral tissue's insulin resistivity, and insulin secretion rate) influencing glucose intolerance in diabetic mellitus using an equivalent circuit model and the intravenous glucose tolerance test (IVGTT) in six dogs and twenty two humans. The results show that the estimated model parameters of the above three factors are useful for evaluating different glucose-insulin kinetics in normal and diabetic subjects.

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비만 청소년에서 Insulin, Insulin-like Growth Factor-I, Insulin-like Growth Factor Binding Protein-3에 대한 연구 (Serum Insulin, Insulin-like Growth Factor-I and Insulin-like Growth Factor Binding Protein-3 Levels in Obese Adolescents)

  • 권정현;김현진;홍영미
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권11호
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    • pp.1172-1178
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    • 2005
  • 목 적 : 소아 비만은 전세계적으로 증가하고 있는 추세이며, 신체적으로나 정신적으로 장애를 일으킨다. 특히 고혈압, 관상동맥질환, 당뇨병 등의 성인병이 문제가 되고 있다. 이에 비만 청소년에서 혈중 인슐린, 인슐린저항지수, 유리 지방산, IGF-I, IGFBP-3를 측정하였고, 심혈관 질환으로 진행할 수 있는 위험인자로 유용한지 알아보기 위해 본 연구를 실시하였다. 방 법 : 64명의 중등도 이상의 비만 청소년를 대상군으로 하였고, 같은 연령의 정상 청소년 20명을 대조군으로 하였다. 신장, 체중을 이용하여 비만도와 체질량지수를 산출하였고, 안정된 상태에서 수축기, 이완기 혈압을 측정하였다. 10시간 이상 금식 후 총 콜레스테롤, 중성지방, HDL 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, AST, ALT, 혈당, 인슐린, 유리지방산, IGF-I, IGFBP-3를 측정하였다. 결 과 : 인슐린은 비만군에서 $15.6{\pm}7.0{\mu}IU/mL$로 정상군보다 유의하게 높았고(P<0.01), 인슐린저항지수도 비만군에서 $64.6{\pm}31.6$으로 정상군보다 유의하게 높았다(P<0.01). IGF-I은 비만군에서 $498.1{\pm}122.2ng/mL$로 정상군보다 유의하게 높았고(P<0.05), IGFBP-3도 비만군에서 $3,777{\pm}4,721ng/mL$로 정상군보다 유의하게 높았다(P<0.05). 인슐린은 체질량지수(r=0.394), 비만도(r=0.304)와 양의 상관관계를 나타냈다. IGFBP-3는 비만도(r=0.419), 이완기 혈압(r=0.264), 체질량지수(r=0.247)와 양의 상관관계를 보였다. 인슐린저항지수는 체질량지수(r=0.595), 혈중 중성지방(r=0.515), 비만도(0.469)와 양의 상관관계를 나타냈다. 결 론 : 비만 청소년에서 혈중 인슐린, 인슐린저항지수, IGF-I, IGFBP-3가 증가하였다. 청소년 비만에서 이들 검사는 심혈관질환으로의 진행을 예측하는데 유용하리라 생각한다.