• Nutrition Research and Practice
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• 제13권3호
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• pp.205-213
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• 2019

BACKGROUND/OBJECTIVES: Myocardial infarction (MI) is caused by extensive myocardial damage attributed to the occlusion of coronary arteries. Our previous study in a rat model of ischemia/reperfusion (I/R) demonstrated that administration of arabinoxylan (AX), comprising arabinose and xylose, protects against myocardial injury. In this study, we undertook to investigate whether psyllium seed husk (PSH), a safe dietary fiber containing a high level of AX (> 50%), also imparts protection against myocardial injury in the same rat model. MATERIALS/METHODS: Rats were fed diets supplemented with PSH (1, 10, or 100 mg/kg/d) for 3 d. The rats were then subjected to 30 min ischemia through ligation of the left anterior descending coronary artery, followed by 3 h reperfusion through release of the ligation. The hearts were harvested and cut into four slices. To assess infarct size (IS), an index representing heart damage, the slices were stained with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC). To elucidate underlying mechanisms, Western blotting was performed for the slices. RESULTS: Supplementation with 10 or 100 mg/kg/d of PSH significantly reduces the IS. PSH supplementation (100 mg/kg/d) tends to reduce caspase-3 generation and increase BCL-2/BAX ratio. PSH supplementation also upregulates the expression of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2), and its target genes including antioxidant enzymes such as glutathione S-transferase mu 2 (GSTM2) and superoxide dismutase 2 (SOD2). PSH supplementation upregulates some sirtuins ($NAD^+$-dependent deacetylases) including SIRT5 (a mitochondrial sirtuin) and SIRT6 and SIRT7 (nuclear sirtuins). Finally, PSH supplementation upregulates the expression of protein kinase A (PKA), and increases phosphorylated cAMP response element-binding protein (CREB) (pCREB), a target protein of PKA. CONCLUSIONS: The results from this study indicate that PSH consumption reduces myocardial I/R injury in rats by inhibiting the apoptotic cascades through modulation of gene expression of several genes located upstream of apoptosis. Therefore, we believe that PSH can be developed as a functional food that would be beneficial in the prevention of MI.

• BMB Reports
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• 제57권2호
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• pp.98-103
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• 2024

The mammalian sirtuin family (SIRT1-SIRT7) has shown diverse biological roles in the regulation and maintenance of genome stability under genotoxic stress. SIRT7, one of the least studied sirtuin, has been demonstrated to be a key factor for DNA damage response (DDR). However, conflicting results have proposed that Sirt7 is an oncogenic factor to promote transformation in cancer cells. To address this inconsistency, we investigated properties of SIRT7 in hepatocellular carcinoma (HCC) regulation under DNA damage and found that loss of hepatic Sirt7 accelerated HCC progression. Specifically, the number, size, and volume of hepatic tumor colonies in diethylnitrosamine (DEN) injected Sirt7-deficient liver were markedly enhanced. Further, levels of HCC progression markers and pro-inflammatory cytokines were significantly elevated in the absence of hepatic Sirt7, unlike those in the control. In chromatin, SIRT7 was stabilized and colocalized to damage site by inhibiting the induction of γH2AX under DNA damage. Together, our findings suggest that SIRT7 is a crucial factor for DNA damage repair and that hepatic loss-of-Sirt7 can promote genomic instability and accelerate HCC development, unlike early studies describing that Sirt7 is an oncogenic factor.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.317-322
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• 2015

알코올에 의한 지방간(지방변성증)은 에탄올 대사에 의해 감소되는 당량의 과도한 발생에 의해 유발된다. 일반적으로 만성적인 에탄올 투여는 간 지질의 합성을 증가시키는 sterol regulatory element-binding protein 1c (SREBP-1c)를 조절함으로써 지방변성증을 유발시킨다. SPEBP-1c에서 에탄올의 영향은 간에서의 지방대사를 조절하는 NAD⁺ 의존적 단백질 탈아세틸화효소인 mammalian sirtuin-1 (SIRT-1)에 의해 조정된다. 홍삼은 항당뇨와 항비만 효과를 위해 아시아에서 광범위하게 사용되는 한약재이다. 홍삼의 약리학적 치료학적인 효과는 진세노사이드와 같은 생물활성 성분에 의해 주로 일어난다. 따라서 우리는 마우스 간세포주인 AML-12 세포에서 SREBP-1과 SIRT-1에대한 한국홍삼 추출물의 조절효과를 평가하였다. 알코올과 홍삼추출물(0-1,000 μg/ml)을 AML-12 세포주에 처리하고, 지방소립을 Oil red O 염색법으로 확인하고, western blots을 사용해 SIRT-1과 SREBP-1의 발현을 확인하였다. 에탄올을 처리한 세포에서 홍삼추출물은 SIRT-1과 SREBP-1c의 발현을 회복시켰다. 또한 에탄올이 처리된 세포에서 홍삼추출물과 진세노사이드 Rb₂와 Rd가 SREBP-1을 유의적으로 감소시키는 것으로 확인 되었다. 결과적으로 홍삼과 활성 진세노사이드 성분인 Rb₂와 Rd가 SIRT-1과 간 지질대사를 변화시키는 SREBP-1c의 아세틸화의 조절을 통해 알코올에 의한 간지방변성을 억제하는 것을 확인하였다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제42권1호
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• pp.81-89
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• 2018

Background: BIOGF1K, a compound-K-rich fraction, has been shown to display anti-inflammatory activity. Although Panax ginseng is widely used for the prevention of photoaging events induced by UVB irradiation, the effect of BIOGF1K on photoaging has not yet been examined. In this study, we investigated the effects of BIOGF1K on UVB-induced photoaging events. Methods: We analyzed the ability of BIOGF1K to prevent UVB-induced apoptosis, enhance matrix metalloproteinase (MMP) expression, upregulate anti-inflammatory activity, reduce sirtuin 1 expression, and melanin production using reverse transcription-polymerase chain reaction, melanin content assay, tyrosinase assay, and flow cytometry. We also evaluated the effects of BIOGF1K on the activator protein-1 signaling pathway, which plays an important role in photoaging, by immunoblot analysis and luciferase reporter gene assays. Results: Treatment of UVB-irradiated NIH3T3 fibroblasts with BIOGF1K prevented UVB-induced cell death, inhibited apoptosis, suppressed morphological changes, reduced melanin secretion, restored the levels of type I procollagen and sirtuin 1, and prevented mRNA upregulation of MMP-1, MMP-2, and cyclo-oxygenase-2; these effects all occurred in a dose-dependent manner. In addition, BIOGF1K markedly reduced activator-protein-1-mediated luciferase activity and decreased the activity of mitogen-activated protein kinases (extracellular response kinase, p38, and C-Jun N-terminal kinase). Conclusion: Our results strongly suggest that BIOGF1K has anti-photoaging activity and that BIOGF1K could be used in anti-aging cosmeceutical preparations.

• 한국식품과학회지
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• 제47권4호
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• pp.499-503
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• 2015

본 연구에서는 P. sibiricum rhizome (황정)의 80% 알코올 추출물인 ID1216의 비만예방모델과 치료동물모델에서 비만 억제 효과를 입증하고 ID1216의 비만 억제 관련 조절인자를 밝히고자 하였다. ID1216은 비만예방동물모델에서 사료섭취량 감소 없이 유의적인 체중 증가 억제 효과를 보였으며, 비만치료동물모델에서도 대조약물인 지방흡수억제제인 orlistat과 동등한 복부 지방감소를 동반한 항비만 효과를 나타내었다. ID1216의 체중 증가 억제를 유도하는 조절인자를 확인하기 위해서 비만예방모델과 단회 투여 시험 후 부고환지방조직과 분화된 3T3-L1 지방세포주에서 관련 유전자 및 단백질의 발현 변화를 조사하였다. 이를 통해 ID1216의 항비만 효과가 SIRT1, $PGC1{\alpha}$와 $PPAR{\alpha}$의 발현 증가와 관련됨을 확인하였다. 또한 단회 투여만으로도 지방조직에서 SIRT1과 $PGC1{\alpha}$의 발현을 유도하는 것을 확인함으로써 ID1216이 이들 유전자 발현을 직접적으로 조절할 가능성을 제시하였다. ID1216은 P. sibiricum rhizome 추출물로 다양한 성분을 포함하고 있어 $PGC1{\alpha}$, $PPAR{\alpha}$와 SIRT1의 발현을 독립적으로 조절하거나 또는 주 조절 인자인 SIRT1의 발현 또는 활성을 증가시켜 순차적인 반응을 유도할 수 있을 것으로 예상되며, 이를 규명하기 위해서는 더욱 체계적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구는 ID1216에 의해 지방조직에서 지방산 산화 및 발열과 관련된 유전자 발현 증가를 통해 체중 및 지방 감소 효과가 있음을 보여줌으로써, ID1216이 향후 유용한 항비만 소재로 활용될 가능성을 제시하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권5호
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• pp.451-460
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• 2015

Sirtuin 1 (SIRT1) is a mammalian $NAD^+$-dependent protein deacetylase that regulates cellular metabolism and inflammatory response. The organ-specific deletion of SIRT1 induces local inflammation and insulin resistance in dietary and genetic obesity. Macrophage-mediated inflammation contributes to insulin resistance and metabolic syndrome, however, the macrophage-specific SIRT1 function in the context of obesity is largely unknown. C57/BL6 wild type (WT) or myeloid-specific SIRT1 knockout (KO) mice were fed a high-fat diet (HFD) or normal diet (ND) for 12 weeks. Metabolic parameters and markers of hepatic steatosis and inflammation in liver were compared in WT and KO mice. SIRT1 deletion enhanced HFD-induced changes on body and liver weight gain, and increased glucose and insulin resistance. In liver, SIRT1 deletion increased the acetylation, and enhanced HFD-induced nuclear translocation of nuclear factor kappa B (NF-${\kappa}B$), hepatic inflammation and macrophage infiltration. HFD-fed KO mice showed severe hepatic steatosis by activating lipogenic pathway through sterol regulatory element-binding protein 1 (SREBP-1), and hepatic fibrogenesis, as indicated by induction of connective tissue growth factor (CTGF), alpha-smooth muscle actin (${\alpha}$-SMA), and collagen secretion. Myeloid-specific deletion of SIRT1 stimulates obesity-induced inflammation and increases the risk of hepatic fibrosis. Targeted induction of macrophage SIRT1 may be a good therapy for alleviating inflammation-associated metabolic syndrome.

• 한국식품과학회지
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• 제49권2호
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• pp.192-202
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• 2017

황정 주정 추출물 ID1216의 고지방 식이 유도 비만 마우스에서의 체중 증가 억제 효과에 대한 분자생물학적 기전을 확인하고자 단백질과 mRNA 수준에서 지질 및 에너지 대사 관련 유전자들의 발현 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 확인된 지표들 간의 상호 작용 및 ID1216의 조절 여부에 관해 Fig. 10에 나타내었다. 실험 결과 ID1216은 고지방 식이 유도 비만 마우스에서 체중 증가 억제를 나타내었으며, 비만 대사 관련 pathway의 상위 유전자로 사료되는 SIRT1과 AMPK의 발현을 조절하는 것으로 나타났다. 활성화된 SIRT1과 AMPK는 $PGC1{\alpha}$의 활성화에 관여하고, 이를 통해 열 발산 대사와 관련된 UCP 단백질과 핵 수용체 단백질인 $PPAR{\alpha}$의 발현이 백색지방, 갈색지방, 간 및 근육에서 증가되는 것이 확인되었다. 각 조직 별로 RT-PCR을 진행한 결과에서는 $PPAR{\alpha}$의 하위 유전자인 aP2, ACO, Acadl, Acadm, CPT1a, CPT1b의 mRNA 발현 수준을 향상시켜 주어 ID1216이 지방산 산화 대사인 ${\beta}$-oxidation의 활성화에 기여할 가능성을 보여주었다. 이와는 별개로 ID1216은 중성지질을 분해하는 것으로 알려진 ATGL의 mRNA 발현 또한 증가시키는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 ID1216이 조직에 따라 지질 및 에너지 대사와 관련된 인자의 발현에 영향을 주는 체중 조절에 효과적인 소재임을 알 수 있었다. 또한 비만 치료제와의 기전적 차별성과 생약 특유의 섭취 안전성을 특징으로 하는 체중 또는 체지방 조절 기능성 소재로의 활용 가능성도 충분히 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제33권5호
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• pp.445-454
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• 2023

백발화는 자외선, melanin 세포 자극 호르몬(α-MSH), 줄기 세포 인자 성장인자(SCF), Wnt 및 endothelin-1 (ET-1)에 의하여 활성화되는 melanogenesis를 조절하는 신호 전달 경로가 제대로 작동하지 못하여 나타난 결과이다. 백발화를 예방하기 위하여, tyrosinase, tyrosine hydroxylase, tyrosinase-related protein (TRP)-1, TRP-2 및 microphthalmia-associated transcription factor (MITF)에 의하여 조절되는 melanogenesis를 자극하는 효과적인 합성 및 천연 화합물이 있다. 이러한 화합물은 백발화 예방을 위한 잠재성을 지니고 있다. 이 기사는 melanogenesis와 백발화와 관련된 신호 전달 경로에서 최근의 진전뿐 만 아니라 백발화의 문제를 해결하기 위한 핵심적인 전략에 대해 기술한다. 특히, 이글에서는 catalase 및 methionine sulfoxide reductase를 조절하는 항산화제, resveratrol, fisetin, quercetin 및 ginsenoside와 같은 sirtuin (SIRT) 1 activator와 같은 melanin 생성을 촉진하는 잠재적으로 효과적인 치료제에 대하여 설명한다. 또한 estrogen, androgen, progesterone 및 dihydrotestosterone를 포함하는 telomerase 발현 및 activator 뿐만 아니라, corticosteroids, calcineurin restrainer 및 palmitic acid methyl ester와 같은 백반증 억제제에 대하여 논의한다. 더불어 latanoprost, erlotinib, imatinib, tamoxifen, 및 levodopa와 같은 백발화를 억제할 수 있는 화합물에 대해서도 탐구한다. 결론적으로 이 기사는 모발 백발화와 관련된 melanin 생성을 촉진시키는 화합물에 대한 최근의 연구동향을 고찰한다.

• BMB Reports
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• 제46권9호
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• pp.429-438
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• 2013

Aging is the strongest risk factor for cancer development, suggesting that molecular crosstalks between aging and tumorigenesis exist in many cellular pathways. Recently, Sirtuins (Sirt1-7), the mammalian homologues of aging-related $sir2{\alpha}$ in yeast, have been shown to modulate several major cellular pathways, such as DNA repair, inflammation, metabolism, cell death, and proliferation in response to diverse stresses, and may serve as a possible molecular link between aging and tumorignenesis. In addition, growing evidence suggests that sirtuins are directly implicated in the development of cancer, and they can act as either a tumor suppressor or promoter, depending on the cellular context and tumor types. While the functions of Sirt1 in tumorigenesis have been reported and reviewed in many studies, the connection between sirtuins 2-7 and the development of cancer is less established. Thus, this review will present the recent updates on the emerging roles of Sirt2-7 members in carcinogenesis.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제53권6호
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• pp.583-595
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• 2020

본 연구에서는 괭생이 모자반 추출물의 소포체 스트레스 억제 효능을 연구하기 위하여 HepG2 간세포에 PA를 처리하여 소포체 스트레스를 유발한 후 추출물을 처리하여 UPR 관련 인자 발현 정도를 측정하였다. PA 750 μM 처리 시 UPR 관련 인자 (p-IRE1α, p-eIF2α, CHOP)의 단백질 발현이 가장 높게 나타나 소포체 스트레스를 효과적으로 유도함을 확인하였고 PA 750 μM를 12시간 처리 시 UPR 관련 인자 (p-IRE1α, p-eIF2α, CHOP)의 단백질 발현이 가장 높음을 확인하였다. 괭생이 모자반 처리 시 PA에 의해 상향 조절된 UPR 관련 인자의 mRNA 및 단백질 발현이 감소하여 PA로 유도된 소포체 스트레스에 대한 억제 효능이 있음을 보여주었다. 또한, 괭생이 모자반은 SIRT2, SIRT6 및 SIRT7의 mRNA의 발현을 증가시킴으로써 괭생이 모자반의 소포체 스트레스 억제 효능이 SIRT에 의한 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 괭생이 모자반이 다양한 소포체 스트레스 관련 질병의 예방과 치료에 활용가능성이 있음을 시사한다.