• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.859-867
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• 2023

루페올은 5환성 트리테르펜의 일종으로 많은 질병에 치료 효과가 있는 것으로 보고되었으나, 인슐린 저항성에 미치는 영향은 명확하지 않다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방세포에서 루페올의 IRS-1 인산화 억제능을 통해 인슐린 저항성 개선효과를 조사하였다. 3T3-L1 세포를 배양하고 TNF-α를 24시간 동안 처리하여 인슐린 저항성을 유도하였다. 서로 다른 농도의 루페올(15, 30 μM) 또는 100 nM의 rosiglitazone을 처리한 세포를 배양한 후, 용해된 세포를 이용하여 western blotting을 시행하였다. 실험결과 루페올은 지방세포에서 TNF-α에 의해 유발되는 인슐린 신호전달의 음성 조절자와 염증 활성화 단백질 kinase에 대한 개선 효과를 나타냈다. 인슐린 신호전달의 음성 조절자인 PTP-1B와 JNK의 활성 및 IKK와 염증활성화 단백질키나아제의 활성을 억제하였다. 또한, 루페올은 IRS-1의 serine 인산화는 하향 조절하고 tyrosine 인산화는 상향 조절하였다. 그 후, 하향 조절된 PI3K/AKT 경로가 활성화되고, GLUT 4의 세포막 전위가 자극되어, 결과적으로 인슐린 저항성이 유도된 3T3-L1 지방세포에서에서 세포내 포도당 흡수가 증가하였다. 본 연구결과, 루페올은 3T3-L1 지방세포에서 인슐린 신호전달 및 염증 활성화 단백질 kinsase들의 음성 조절인자를 억제하여, IRS-1의 serine 인산화를 하향 조절함으로써 TNF-α 유발 인슐린 저항성을 개선할 수 있을 것으로 사료된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권1호
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• pp.154-161
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• 2024

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal motor neuron disorder that causes progressive paralysis. L-Citrulline is a nonessential neutral amino acid produced by L-arginine via nitric oxide synthase (NOS). According to previous studies, the pathogenesis of ALS entails glutamate toxicity, oxidative stress, protein misfolding, and neurofilament disruption. In addition, L-citrulline prevents neuronal cell death in brain ischemia; therefore, we investigated the change in the transport of L-citrulline under various pathological conditions in a cell line model of ALS. We examined the uptake of [¹⁴C]L-citrulline in wild-type (hSOD1wt/WT) and mutant NSC-34/ SOD1^G93A (MT) cell lines. The cell viability was determined via MTT assay. A transport study was performed to determine the uptake of [¹⁴C]L-citrulline. Quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) analysis was performed to determine the expression levels of rat large neutral amino acid transported 1 (rLAT1) in ALS cell lines. Nitric oxide (NO) assay was performed using Griess reagent. L-Citrulline had a restorative effect on glutamate induced cell death, and increased [¹⁴C]L-citrulline uptake and mRNA levels of the large neutral amino acid transporter (LAT1) in the glutamate-treated ALS disease model (MT). NO levels increased significantly when MT cells were pretreated with glutamate for 24 h and restored by co-treatment with L-citrulline. Co-treatment of MT cells with L-arginine, an NO donor, increased NO levels. NSC-34 cells exposed to high glucose conditions showed a significant increase in [¹⁴C]L-citrulline uptake and LAT1 mRNA expression levels, which were restored to normal levels upon co-treatment with unlabeled L-citrulline. In contrast, exposure of the MT cell line to tumor necrosis factor alpha, lipopolysaccharides, and hypertonic condition decreased the uptake significantly which was restored to the normal level by co-treating with unlabeled L-citrulline. L-Citrulline can restore NO levels and cellular uptake in ALS-affected cells with glutamate cytotoxicity, pro-inflammatory cytokines, or other pathological states, suggesting that L-citrulline supplementation in ALS may play a key role in providing neuroprotection.

• Nutrition Research and Practice
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• 제18권1호
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• pp.1-18
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• 2024

BACKGROUND/OBJECTIVES: Endoplasmic reticulum (ER) stress in adipose tissue causes an inflammatory response and leads to metabolic diseases. However, the association between vitamin D and adipose ER stress remains poorly understood. In this study, we investigated whether 1,25-dihydroxyvitamin D₃ (1,25(OH)₂D₃) alleviates ER stress in adipocytes. MATERIALS/METHODS: 3T3-L1 cells were treated with different concentrations (i.e., 10-100 nM) of 1,25(OH)₂D₃ after or during differentiation (i.e., on day 0-7, 3-7, or 7). They were then incubated with thapsigargin (TG, 500 nM) for an additional 24 h to induce ER stress. Next, we measured the mRNA and protein levels of genes involved in unfold protein response (UPR) and adipogenesis using real-time polymerase chain reaction and western blotting and quantified the secreted protein levels of pro-inflammatory cytokines. Finally, the mRNA levels of UPR pathway genes were measured in adipocytes transfected with siRNA-targeting Vdr. RESULTS: Treatment with 1,25(OH)₂D₃ during various stages of adipocyte differentiation significantly inhibited ER stress induced by TG. In fully differentiated 3T3-L1 adipocytes, 1,25(OH)₂D₃ treatment suppressed mRNA levels of Ddit3, sXbp1, and Atf4 and decreased the secretion of monocyte chemoattractant protein-1, interleukin-6, and tumor necrosis factor-α. However, downregulation of the mRNA levels of Ddit3, sXbp1, and Atf4 following 1,25(OH)₂D₃ administration was not observed in Vdr-knockdown adipocytes. In addition, exposure of 3T3-L1 preadipocytes to 1,25(OH)₂D₃ inhibited transcription of Ddit3, sXbp1, Atf4, Bip, and Atf6 and reduced the p-alpha subunit of translation initiation factor 2 (eIF2α)/eIF2α and p-protein kinase RNA-like ER kinase (PERK)/PERK protein ratios. Furthermore, 1,25(OH)₂D₃ treatment before adipocyte differentiation reduced adipogenesis and the mRNA levels of adipogenic genes. CONCLUSIONS: Our data suggest that 1,25(OH)₂D₃ prevents TG-induced ER stress and inflammatory responses in mature adipocytes by downregulating UPR signaling via binding with Vdr. In addition, the inhibition of adipogenesis by vitamin D may contribute to the reduction of ER stress in adipocytes.

• Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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• 제10권2호
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• pp.185-192
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• 2007

목 적: 본 연구에서는 소아 비만 환자에서 발생하는 비알코올성 지방간 질환의 발병에 TNF-${\alpha}$, adiponectin, leptin 등의 adipokine들이 미치는 영향을 알아보며, 이들 adipokine과 체지방분포 및 인슐린 저항성과의 연관성을 함께 살펴보고자 하였다. 방 법: 2004년 3월에서 2005년 6월까지 분당서울대병원 소아과에 내원한 비만한 소아 61명을 대상으로 하여 비알코올성 지방간 질환의 상태에 따라 대상 환자들을 지방간 질환이 없는 소아 비만 환자(n=23), 단순 지방간(n=20), 그리고 비알코올성 지방간염(n=18)의 세군으로 나누고, 각 환자에서 혈중 TNF-${\alpha}$, leptin, adiponectin 농도를 측정하고 인슐린 저항성의 지표로서 HOMA-IR을 계산하였으며 복부 전산화단층촬영에서 VSR (visceral-subcutaneous fat ratio)을 산출하였다. 결 과: 총 61명(남 : 여=42 : 19, 평균 연령 11.2${\pm}$1.3세)의 환아를 대상으로 지방간 질환에 따라 세 군으로 나누었을 때, 세 군 간의 성별, 연령별 차이는 없었다(p=0.422, p=0.119). 각 군의 혈중 TNF-${\alpha}$ 농도는 유의한 차이가 없었고(22.13${\pm}$6.37 vs. 21.35${\pm}$6.95 vs. 25.17${\pm}$9.30; p=0.342), leptin 농도에도 유의한 차이가 없었으나 (20.29${\pm}$8.57 vs. 16.42${\pm}$6.85 vs. 20.10${\pm}$7.86; p=0.330), adiponectin은 유의한 차이를 보여 비알코올성 지방간염에서 혈중농도가 의미 있게 감소하였다 (6.08${\pm}$1.38 vs. 5.69${\pm}$0.79 vs. 4.93${\pm}$1.75; p=0.026). 복부 전산화단층 촬영에서 산출한 VSR도 지방간염군에서 유의하게 증가된 소견을 보였다(0.31${\pm}$0.08 vs. 0.32${\pm}$0.11 vs. 0.47${\pm}$0.14; p=0.001). HOMA-IR도 세 군에서 유의한 차이를 보였다(4.77${\pm}$3.67 vs. 6.89${\pm}$7.05 vs. 10.42${\pm}$6.73; p=0.000). 그러나 adiponectin과 HOMA-IR 또는 VSR간에 유의한 상관관계는 보이지 않았다(r=-0.117; p=0.450 & r=-0.106; p=0.499). 결 론: 인슐린 저항성은 비만한 소아에서 간 내 지방 축적과 지방간염으로의 진행과정에 모두 영향을 미칠 것으로 추정되며, 비만한 소아의 지방조직에서 분비되는 adipokine 중에서 adiponectin이 단순지방간에서 지방간염으로의 이행하는 기전에 관여할 것으로 여겨진다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제27권5호
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• pp.463-472
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• 2002

Bacterial lipopolysaccharide (LPS) plays a major role in stimulating the synthesis and release of the principal osteoclast-activating cytokines, namely, interleukin 1 and tumor necrosis factor-$\alpha$ from immune cells. Although rnonocytes/macrophages are the main producers of these cytokines, recent evidence has indicated that polymorphonuclear leukocytes (PMN) have the ability to release IL-1 and TNF-$\alpha$. Calcium hydroxide has been shown to be an effective medicament in root canal infections, reducing the microbial titre within the canal. It has been proposed that the therapeutic effect of Ca(OH)$_2$ may also be the result of direct inactivation of LPS. The purpose of this study was to investigate whether treatment of Porphyromonas endodontalis LPS with calcium hydroxide alters its biological action as measured by human PMN secretion of IL-1 and TNF-$\alpha$, and it was compared with Escherichia coli LPS. P. endodontalis ATCC 35406 was cultured in anaerobic condition, and LPS was extracted using the hot-phenol water extraction method and purified. Purchased E. coli LPS was also purified. 100 $\mu\textrm{g}$/ml of each LPS in pyrogen free water were incubated with 25mg/ml Ca(OH)$_2$ at 37$^{\circ}C$ for 7 days. The supernatants were subjected to ultrafiltration, and the isolates were lyophilized and weighed. PMNs were obtained from peripheral blood by centrifugation layered over Lymphoprep. The cells were resuspended (4$\times$10$^6$ cells/ml) in RPMI 1640 followed by treatment with various concentrations of LPS (0, 0.1, 1, 10$\mu\textrm{g}$/ml) for 24 hours at 37$^{\circ}C$ in 5% $CO_2$ incubator. The supernatants of cells were collected and the levels of IL-1$\alpha$, IL=1$\beta$ and TNF-$\alpha$ were measured by enzyme-linked immunosorbent assay. The results were as follows ; 1. The levels of IL-1$\alpha$, IL-1$\beta$, TNF-$\alpha$ from PMN treated with each LPS were significantly higher than those released from unstimulated PMN of the control group (p<0.05). 2. The levels of all three cytokines released from PMN stimulated with each calcium hydroxide treated LPS were significantly lower than those released from PMN stimulated with each untreated LPS (p<0.05), while they were not significantly different from those released from unstimulated PMN of the control group (p>0.05) 3. The levels of secretion for all three cytokines were affected in a dose-dependent manner in PMN stimulated with each LPS (p<0.05), but not in PMN stimulated with each calcium hydroxide treated LPS (p>0.05). 4. The levels of all three cytokines released from PMN stimulated with p. endodontalis LPS were significantly lower than those released from PMN stimulated with E coli LPS (p<0.05).

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권10호
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• pp.1371-1377
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• 2012

산양삼 55% 에탄올 추출물의 항산화 효과 및 LPS로 염증이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 염증매개 물질의 억제능력을 측정하여 항염증 효과를 살펴보았다. 폴리페놀 함량, DPPH, ABTS sytem 및 SOD 유사활성을 측정하여 항산화 효과를 확인한 결과, 높은 폴리페놀 함량(357.45 mg/100 g)이 확인되었고, free radical 소거활성을 측정한 결과 KPGE는 농도 의존적으로 free radical을 소거하였으며, 대조군인 BHT와 유사한 소거활성이 확인되어 KPGE의 우수한 항산화 활성을 확인할 수 있었다. 조사된 최고 농도(1,000 ${\mu}g/mL$)에서 DPPH(80%)와 ABTS(86%)는 가장 높은 활성을 나타냈다. SOD 유사활성은 1, 10, 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 22%의 활성이 확인되었고, 500, 1000 ${\mu}g/mL$ 농도에서 33%의 높은 항산화 활성이 확인되었다. 또한, KPGE의 항염증 효과를 확인하기 위해 LPS로 염증이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 NO, $PGE_2$ 및 전염증성 cytokine(TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$, IL-6)을 측정한 결과, 추출물은 농도 의존적으로 NO, $PGE_2$ 생성 및 전염증성 cytokine인 TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$, IL-6의 생성을 효과적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 통하여 산양삼 55% 에탄올 추출물 KPGE는 높은 항산화 활성과 염증매개 물질의 생성을 억제하는 우수한 항염증 효과가 있는 것으로 확인되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제50권2호
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• pp.182-195
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• 2001

연구배경 : IPF에 의한 유병률과 사망률은 점차 증가하는 추세이나 좋은 치료는 없는 상태이다. 폐 섬유화 과정에서 TGF-${\beta}_1$, TNF-$\alpha$, ET-1, IFN-$\gamma$등의 사이토카인이 중요한 역할을 함이 알려져 있다. 본 실험은 파라콰트를 기관지 내로 주입하여 섬유화가 유발되는 과정의 백서의 폐 조직 내에서 ET-1과 TGF-${\beta}_1$의 발현을 살펴보고, 또한 비선택적 ET-1 receptor blocker인 Bosentan이 폐 섬유화의 치료에 효과가 있는지를 보고자 하였다. 방 법 : 웅성 7-8 주령의 백서 120 마리를 세 그룹으로 나누고 제 1그룹은 대조군으로 하여 기관지 내로 생리 식염수를 투여하였고, 제2그룹은 파라콰트를 투여하였으며, 제3그룹은 첫날 파라콰트를 투여한 후 매일 gastric gavage 방법으로 보센탄을 투여하였다. 파라콰트 혹은 생리식염수를 투여한 지 1, 3, 5, 7, 10, 14일째 각각 세 그룹의 일정 수를 희생하여 폐의 병리조직을 보고 면역세포화학염색으로 ET-1과 TGF-${\beta}_1$의 발현 율을 조사하여 분석하였다. 폐 섬유화의 정도는 H&E 염색과 Masson trichrome 염색을 하여 컴퓨터 영상분석을 시행하였고, 면역세포화학염색은 염색정도에 따라 반정량화하여 분석하였다. 결 과 : 파라콰트를 투여한 군이 대조군에 비해 콜라겐의 침착이 실험 3일째부터 현저히 증가하였고, ET-1과 TGF-${\beta}_1$의 발현이 주로 실험 초기에 증가하였다. 그러나 보센탄을 투여한 경우 콜라겐이 침착된 양에는 유의한 변화가 없었고 파라콰트군과 비교해서 ET-1과 TGF-${\beta}_1$의 발현에 뚜렷한 변화는 없었다. 결 론: 파라콰트를 투여한 경우 폐 섬유화가 증가하였다. 그리고 ET-1과 TGF-${\beta}_1$의 발현이 증가하였다. 그러나 ET-1 에 대한 receptor blocker인 보센탄이 폐 섬유화를 막지는 못하였다. 파라콰트에 의한 폐 섬유화에 ET-1이 연관성이 있으나 그 역할에 대해서는 추후 더 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권9호
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• pp.1126-1135
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• 2008

본 연구에서는 내독소인 LPS로 산화적 스트레스를 유발시킨 BALB/c mice에 genistein을 투여하였을 때 TNF-$\alpha$, TBARS, superoxide anion 농도와 GSH, 항산화 효소계 활성, 그리고 NF-${\kappa}B$ transactivation에 미치는 영향을 조사하여 genistein이 내독소에 의한 산화적 스트레스와 염증반응을 억제하는 효과가 있는지 알아보고자 하였다. 평균체중 20 g인 BALB/c mice 암컷 120수를 30수씩 완전임의배치로 4군으로 분류하여 PBS군(대조군)은 PBS를 복강 속으로 투여 후 30분경과 후에 다시 PBS를 투여하였으며, genistein군은 genistein을 체중 kg당 200 mg으로 투여한 30분 후 PBS를 투여하였다. LPS군은 LPS를 처리한 군으로 PBS 투여 30분 후 LPS를 체중 kg당 100 mg 농도로 복강 투여하였고, genistein+LPS군은 체중 kg당 genistein 200 mg을 투여 30분 후 LPS를 체중 kg당 100 mg을 투여하였다. 마지막 투여 1시간, 4시간, 8시간 경과 후 mouse의 안와정맥으로부터 혈액을, 복강으로부터 복강대식세포와 간을 취하였다. LPS 투여 8시간 경과 후 LPS군의 ${O_2}^-$ 생성량은 현저하게 증가하였으며 geinstein+LPS군은 genistein 대조군, PBS군과 비슷한 수준을 유지하였다. 반면 SOD 활성은 geinstein+LPS군이 LPS군에 비해 유의적으로 높은 수준이었다. 혈장에서의 TNF-$\alpha$ 수준은 LPS 투여 8시간 후 genstein+LPS군이 LPS군보다 유의적으로 낮은 수준을 보였다. LPS 투여는 항산화 효소계 활성과 GSH의 수준을 감소하였으나, genistein을 투여한 genistein+LPS군은 LPS군에 비해 GSH 농도와 catalase, GSH-px, GSH-reductase 활성이 모두 유의적으로 증가하는 결과를 보였다. 간에서의 NF-${\kappa}B$ transactivation 정도는 LPS 투여 후 1시간, 4시간 경과 후에 PBS군에 비해 LPS군과 genistein+LPS군에서 유의적으로 높은 수준이었으나 8시간 경과 후 LPS군은 증가하는 반면 genistein+LPS군은 변화하지 않았다. 이상의 결과를 요약해보면 LPS의 투여는 혈장과 간의 산화적 스트레스와 염증반응을 촉진하는 것으로 나타났으며 LPS 투여 전 공급한 genistein은 LPS로 유도된 산화적 스트레스와 염증반응을 항산화 효소계 활성 증가와 NF-${\kappa}B$ transactivation 억제, TNF-$\alpha$ 생성 저하 등의 기작으로 세포내의 과산화수준을 수준을 낮추고 GSH를 증가시켜 산화적 스트레스를 억제하는 것으로 사료된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제41권8호
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• pp.733-741
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• 2008

고혈압 환자 110명을 대상으로 혈장 고분자량 아디포넥틴과 총 아디포넥틴 농도를 측정하고 심장-대사위험인자와의 관련성을 비교 평가한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 비만군과 비비만군으로 나누어 비교한 결과, 고분자량 아디포넥틴 농도는 비만군에서 유의적으로 낮았으나 총 아디포넥틴 농도는 두군간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 2) 비만도를 나타내는 BMI 및 허리둘레의 경우 고분자량 아디포넥틴과 음의 상관관계를 보였으나 혈장 아디포넥틴과는 유의적인 상관관계를 보이지 않았다. 3) 혈액 지질 수준과의 상관성 평가시, 고분자량 아디포넥틴은 중성지방과 음의 상관관계를, 고밀도 콜레스테롤과는 양의 상관관계를 보였으며 혈장 아디포넥틴의 경우 단지고밀도 콜레스테롤과 유의적인 양의 상관관계를 보였다. 4) 인슐린 저항성 지표인 HOMA-IR의 경우 고분자량 아디포넥틴 및 혈장 아디포넥틴 모두와 음의 상관관계를 보였다. 5) 염증지표와의 상관성 분석 시, 고분자량 아디포넥틴은 C-반응성 단백질, IL-6과 강한 음의 상관 관계를 TNF-${\alpha}$, ICAM-1과 음의 경향을 보였으나 혈장 아디포넥틴은 C-반응성 단백질외에는 상관관계를 보이지 않았다. 또한 회귀분석 결과, 혈장 고분자량 아디포넥틴 농도는 C-반응성 단백질 수준을 예측하는 독립적 인자였다. 위의 결과로 보아 고분자량 아디포넥틴은 혈장 아디포넥틴보다 전반적으로 심장-대사위험인자와 더 많은 상관성을 보여주었다. 따라서 심혈관 질환 및 대사성증후군을 예측하고 반영하는 데 혈장 고분자량 아디포넥틴 수준이 총 아디포넥틴 수준보다 민감하고 정확한 지표로 활용될 수 있을 것이다.

• IMMUNE NETWORK
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• 제1권1호
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• pp.87-94
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• 2001

목적 : 제대혈의 조혈모세포 체외확장 시 조혈세포 증폭과 더불어 조혈미세환경의 변화가 일어난다. 이때 제대혈 $CD34^+$ 세포에서 유래되는 지지세포의 계열 분석조혈성장인자 분비능력을 알아보고 지지세포 증식 조건을 확립하여 효과적인 제대혈의 체외증폭을 제시하고자 하였다. 방법 : 제대혈부터 $CD34^+$ 세포를 분리하여 실험에 사용하였다. 무혈청배지에서 각종 조혈성장인자를 다양한 조합으로 첨가하여 배양하였고 증식정도는 현미경으로 관찰하여 배양용기를 점유한 면적 비율로 계산하였다. 세포외간질 단백의 효과를 분석하기 위하여 collagen S, fibronectin, laminin 및 poly-L-ly sine를 미리 coating한 용기에 배양하여 분석하였다. 제대혈 $CD34^+$ 세포를 조혈성장인자의 첨가 없이 3주간 액체배양하였다. 배양 시, 1주, 2주 및 3주에 상층액을 얻어 $-80^{\circ}C$에 보관하였다가 한꺼번에 IL-3, IL-6, GM-CSF, IL-$1{\beta}$ 및 TNF-$\alpha$등을 ELISA 방법으로 내부적으로 분비되는 량을 측정하였다. 분화된 지지세포의 계열을 분석하기 위해 E-selectin, VCAM-1, ICAM-1, PECAM-1, vWF, vimentin 및 CD 14 항체를 이용하여 면역화학염색 후 형광현미경으로 관찰하였다. 결과 : 제대혈 $CD34^+$ 세포 체외증폭시키는 과정에서 배양 4일에 지지세포가 출현하기 시작하여 7-10일이 지나면서 증식하기 시작하였고 14-2 1일 경에 서로 뭉치는 양상을 보여주었다. 제대혈 $CD34^+$ 세포 배양하면서 내부적으로 분비되는 GM-CSF, IL-6의 측정치는 시간이 지남에 따라 증가되었다. 제대혈 $CD34^+$ 세포 체외확장 시 지지세포의 증식 정도는 TPO+FL+SCF+LIF의 조합의 조혈성장인자가 첨가되었을 때 그리고 세포외간질 단백 성분 중 1% poly-L-lysine으로 처리한 경우 가장 효과적이었다. 결론 : 체외 증폭시 제대혈 $CD34^+$ 세포로부터 지지세포가 나타났으며 적절한 조혈성장인자의 첨가나 세포외간질 단백의 첨가에 의해 증폭될 수 있다.