• 생명과학회지
• /
• 제19권10호
• /
• pp.1456-1462
• /
• 2009

myo-Inositol의 이성질체인 D-chiro-inositol은 제 2형 당뇨병에 탁월한 효과를 나타내고 있다. D-chiro-inositol의 methylated 형태인 D-pinotol과 D-chiro-inositol은 식물체가 가뭄, 염, 저온과 같은 비 생물학적 스트레스에 노출되게 되면 삼투보호물질로써 합성되어 축적되어 진다. 대두에서는 myo-inositol O-methyltrasnferase에 의하여 ononitol이 합성되고 ononitol epimerase에 의하여 D-pinitol이 합성되고 최종적으로 demethylase에 의하여 D-chiro-inositol이 합성되어 진다. 그러나 쓴메밀에서는 myo-inositol이 직접적으로 D-chiro-inositol로 합성되어 진다는 보고가 있다. 본 실험에서는 쓴메밀에 비 생물학적 스트레스를 처리한 후 cyclitols의 변화를 측정하였다. 그 결과 쓴메밀에서는 myo-inositol epimerase에 의하여 myo-inositol이 D-chiro-inositol로 직접 전환된다는 사실을 확인하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.147-151
• /
• 2009

D-pinitol, another chemical structure of 3-O-methyl-D-chiro-inositol, is an important insulin-sensitizer. The purpose of this review is to examine the characteristics of pinitol and other analogs as functional food biomaterials which were well known to reduce blood glucose levels. Pinitol can be converted to chiro-inositol in normal humans, while diabetic patients can not use the molecule, resulting in exhibiting low level of chiro-inositol in their urine. Recently, it is reported that pinitol can trigger phospholipase C/D, thus the rate of glucose metabolism accelerates to use as fuel for human body. To not only reduce insulin resistance of diabetic patients, but also alleviate the symptoms of diabetes, obesity, and muscle contraction, pinitol and its dietary supplementation is needed.

• Natural Product Sciences
• /
• 제23권1호
• /
• pp.35-39
• /
• 2017

D-chiro-inositol (DCI) is a secondary messenger in insulin signal transduction. It is produced in vivo from myo-inositol via action of epimerase. In this study, we evaluated antitumor activity of DCI against human breast cancer both in vitro and in vivo. In order to determine the inhibitory effects of DCI on growth of human breast cancer cells (MDA-MB-231), two different assessment methods were implemented: MTT assay and mouse xenograft assay. MTT assay demonstrated downturn in cell proliferation by DCI treatment (1, 5, 10, 20 and 40 mM) groups by 18.3% (p < 0.05), 17.2% (p < 0.05), 17.5% (p < 0.05), 18.4% (p < 0.05), and 24.9% (p < 0.01), respectively. Also, inhibition of tumor growth was investigated in mouse xenograft model. DCI was administered orally at the dose of 500 mg/kg and 1000 mg/kg body weight to treat nude mouse for 45 consecutive days. On the 45th day, tumor growth of DCI (500 mg/kg and 1000 mg/kg) groups was suppressed by 22.1% and 67.6% as mean tumor volumes were $9313.8{\pm}474.1mm^3$ and $3879.1{\pm}1044.1mm^3$, respectively. Furthermore, breast cancer stem cell (CSC) phenotype ($CD44^+/C24^-$) was measured using flow cytometry. On the 46th day, CSC ratios of DCI (500 mg/kg) and co-treatment with doxorubicin (4 mg/kg) and DCI (500 mg/kg) group decreased by 24.7% and 53.9% (p < 0.01), respectively. Finally, from tumor recurrence assay, delay of 5 days in the co-treatment group compared to doxorubicin (4 mg/kg) alone group was observed. Based on these findings, we propose that DCI holds potential as an anti-cancer drug for treatment of breast cancer.

• Nutritional Sciences
• /
• 제8권3호
• /
• pp.189-195
• /
• 2005

To assess the effect of pinitol supplementation and strength training for two weeks on the anaerobic capacity during and after exercise, and improvement of glucose metabolism during the recovery period of muscular fatigue with repeated acute bouts of cycling exercise, a total of 24 healthy young men were recruited and randomly and equally divided into three groups; pinitol supplementation group (PSG), placebo group (PLG), and control group (CON). Using a randomized double-blinded design, subjects in PSG were provided pinitol supplement, consumed orally 1.2 g/day, and participated in the resistance exercise program and cycling exercise for two weeks. Subjects in PLG underwent the same protocol as those in PSG but consumed the same amount of placebo. No supplementation and exercise program was given to CON. Before and after the intervention, all subjects were tested for their anaerobic capacities evaluated by Wingate test twice separated by 30 min. During the test, peak anaerobic power (PP), mean anaerobic power, total work, and fatigue index were evaluated During resting and recovery, blood samples were drawn and plasma pinitol, myo-inositol, chiro-inositol, insulin, free fatty acid, glucose, and lactate levels were analyzed After two weeks, PP and relative PP of the second biking were improved from the first biking in PSG only (p<0.05). No changes were found in all other variables of Wingate test in all groups. No statistical differences between groups and pre- and post-intervention were observed in concentrations of pinitol, myo-inositol, and chiro-inositol, but pinitol concentration was higher during recovery compared to the baseline in all groups and testings (p<0.05). Lactate level during recovery was higher than the resting level, but no other blood parameters were significantly changed. In conclusion, two weeks of pinitol supplementation in conjunction with short duration of anaerobic training in healthy young men did not induce any obvious benefits in terms of anaerobic capacity and energy metabolism Individual and/or population susceptibility may be one factor responsible for adopting pinitol supplementation.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제46권2호
• /
• pp.102-110
• /
• 2018

myo-Inositol (MI)을 대사하여 다른 물질로 전환하는 미생물을 과수원 토양으로부터 분리하였다. 분리균 YB-46은 유일한 탄소원으로 MI이 첨가된 배지에서 성장하였고 16S rDNA 염기서열에 따라 Enterobacter 속의 균주로 추정되었다. Fosmid pCC1FOS 벡터를 사용하여 제조된 거대 유전체 은행으로부터 MI을 미지의 대사 물질로 전환하는 Escherichia coli 형질전환주를 선발하였다. 이로부터 플라스미드를 분리하고 삽입된 유전자의 일부 염기서열을 결정한 결과 336 아미노 잔기로 구성된 myo-inositol dehytrogenase (IolG)를 암호화하는 iolG 유전자가 발견되었다. 분리균 YB-46의 IolG는 E. aerogenes와 Bacillus subtilis의 IolG와 약 50% 수준의 상동성을 보였다. 카르복실 말단에 hexahistidine이 연결되도록 제조한 His-tagged IoG (HtIolG)의 유전자를 재조합 대장균에서 발현하여 균체 파쇄액으로부터 HtIolG를 정제하였다. 정제된 HtIolG는 $45^{\circ}C$와 pH 10.5에서 최대 활성을 보였고 MI과 D-glucose에 대한 활성이 가장 높았으며 D-chiro-inositol, D-mannitol 및 D-xylose에도 90% 이상의 활성을 보였다. 최적 반응조건에서 MI을 기질로 하여 반응 동력학적 계수를 측정한 결과 $K_m$과 $V_{max}$가 1.83 mM과 $0.724{\mu}mol/min/mg$로 확인되었다. HtIolG의 활성은 $Zn^{2+}$에 의해 1.7배 증가하였으며, $Co^{2+}$와 SDS에 의해서는 크게 감소하였다.

• 현장농수산연구지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.99-108
• /
• 2017

비수리는 자원식물로써 농업분야에서는 황폐지의 지피물 조성과 지력증진식물 그리고 녹화용 식물로써 연구되고 있었으며 최근에 기능성 물질에 많은 관심을 받고 연구 중에 있다. 또한 비수리는 오래전부터 민간요법으로 많이 사용되었는데 이것은 여러 가지 기능이 알려지면서 주로 기침, 천식, 조루 등의 치료제로 사용되어왔다. 하지만 정확히 물질에 의해 효능이 발생하는지 연구가 미진한 부분에 있다. 따라서 본 연구는 기능성 식품 소재 개발을 위한 목적으로 비수리를 분석하였고 함유된 물질과 유효성분은 분석하여 조사한 결과 에서 같이 결과가 나타났다. 싸리속에서는 밝혀진 124개 물질 중에 84개의 물질이 성분이 확인되었고, 비수리에서는 밝혀진 6개 중에 5개가 성분이 확인되었고 본 연구를 통해서 나머지 물질의 기능도 확인하였다. 비수리에 함유된 주요 물질과 기능으로는 Potassium isolespedezate, Potassium lespedezate는 항생제 역할을 하는 것으로 나타났고, Trifolin는 항생제와 간 보호제 역할, Vitexin는 간보호제 역할하는 것으로 나타났다. 질량분석기데이터에서 찾지 못한 D-pinitol은 기능을 최근에 D-chiro-inositol, D-pinitol이 체내 당 대사를 조절하는 능력을 가진다는 연구결과가 발표되었으며 D-chiro-inositol의 섭취로 인하여 혈당강하 효과가 나타나는 것이 확인 되었다(Larner, 2001; Pak et al., 1993). 작용기작으로는 D-chiro-inositol에서 유도되는 inositol phosphoglycan이 인슐린작용에 잠재적으로 중요한 postreceptor mediator (인슐린receptor에서 신호를 전달한 후 세포 내로의 downstream 신호 전달에 관여하는 신호전달 중재자)로서, 생리적 농도의 인슐린에 반응하여 빠르게 생성되며 in vivo에서 인슐린과 유사한 효과를 나타낸다고 보고된 바 있다(Hong and Pak, 2005; Kennigton et al., 1990; Ortmeyer et al., 1993). 이러한 결과들은 D-pinitol이 당뇨병 전증(prediabetic) 환자 및 인슐린 저항성 당뇨병에 걸린 환자에 탁월한 효과가 있을 것으로 사료되는 바이다. 따라서 싸리(Lespedeza)속 식물 중 비수리(Lespedeza cuneata), 호비수리(Lespedeza daurica), 땅비수리(Lespedeza juncea), 청비수리(Lespedeza inschanica) 중에서 비수리만 주요 기능이 있는 것으로 나타났고 비수리(Lespedeza cuneata)를 이용하여 성분 추출하여 활용한다면 식품 생산에 적용한다면 기능성 식품으로 기능을 할 수 있는 가능성이 높다고 판단되는 바이다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
• /
• 한국생명과학회 2001년도 제32회 학술심포지움
• /
• pp.53-66
• /
• 2001

본 실험실에서는 혈당강하효과를 갖는 chiroinositol을 다량 함유하고 있는 식품이나 식용물질을 탐색하여 선발하고, 선택된 식품이나 식용물질에서 chiroinositol을 lab-scale로 분리 정제하여 제조된 chiroinositol의 추출물로 동물실험을 실시하여 혈당강하효과를 증명하고 그 기작을 연구하고 있다. 약 300여종의 식품 및 식용물질을 GC-MS 및 HPLC로 분석한 결과 식품으로 안전한 탈지대두와 두부 순물에서 chiroinositol의 함량이 각각 6.45mg/g, 20mg/g으로 조사되어 선택되었고, chiroinositol의 순도가 40-60%(w/w)인 chiroinositol의 추출물을 이용하여 동물실험을 통한 혈당강하효과를 조사한 결과, 1) steptozotocin(STZ)으로 유발된 고혈당쥐에 경구투여시, 농도 의존적으로 혈당을 감소시키는 탁월한 기능을 나타내었고, 2) 정상쥐의 혈당제거율 검사(glucose tolerance test)에서강한 제거율 및 6시간의 지속시간을 나타내었으며, 3) STZ로 유발된 고혈당쥐의 혈당제거율 검사에서 강한 혈당강하 효과(약 40%)를 나타내었으며 지속시간은 약 12시간이었다. 4) 극심한 고혈당(450 내지 500mg/d)의 경우, 경미한 고혈당(300내지 350mg/d)의 경우보다 혈당 감소율이 20% 가량 높았으며, 지속시간도 1시간 이상 긴 것으로 나타났으며, 5) 인슐린과 복합처리 했을 때 상승작용(synergy)을 나타내었으며, 저혈당증으로 전혀 발전되지 않았다.

• Biomolecules & Therapeutics
• /
• 제32권2호
• /
• pp.224-230
• /
• 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
• /
• 제19권10호
• /
• pp.243-253
• /
• 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.

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