• 제목/요약/키워드: PGC-$1{\alpha}$ protein

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생쥐의 골격근에 PPARβ/δ 과발현이 1회 지구성 운동 후 안정시 PGC-1α mRNA와 단백질 안정성에 미치는 영향 (The effects of PPARβ/δ overexpression on PGC-1α mRNA and protein stability after accute endurance exercise in mice skeletal muscle)

  • 고진호;정수련;김기진
    • 한국체육학회지인문사회과학편
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    • 제55권4호
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    • pp.507-516
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    • 2016
  • 본 연구는 지구성 운동 후 안정시 PGC-1α mRNA와 단백질의 안정성이 PPARβ/δ의 영향을 받는지 확인하는 것이다. 전기 자극 유전자 전이법(electroporation; EPO)을 이용하여 PPARβ/δ와 empty vector(EV) 유전자를 각각 생쥐의 왼쪽과 오른쪽 tibialis anterior(TA)근육에 전이하였으며, 처치하지 않은 대조군(control)과 1회 지구성 운동 후 시간에 경과에 따른 mRNA와 단백질을 비교하였다. 생쥐는 5시간 수영 운동을 1회 실시하였으며, 운동 직후(0h), 24시간(24h) 및 54시간(h)이 경과한 후 TA근육을 적출하였다. 운동 직후(0h) 대조군, EV 및 PPARβ/δ가 과발현된 근육의 PGC-1α mRNA는 좌업 그룹보다 각각 6.8배(p<.001)배, 6.2배(p<.001) 및 7.1배(p<.001) 증가하였으나, 24h 및 54h에 좌업 그룹수준으로 회복되었다. 운동 후 24h에 EV가 처치된 근육은 PGC-1α 및 PGC-1α ubiquitination이 좌업 그룹보다 각각 2.2배 및 1.74배 증가하였으나, 운동 후 54h에 좌업 그룹수준으로 회복되었다. PPARβ/δ 처치 그룹의 PGC-1α는 운동 후 24h와 54h에 좌업 그룹보다 각각 2.5배와 2.2배 증가하였으나 PGC-1α ubiquitination은 증가하지 않았다. 따라서 PPARβ/δ 과발현은 지구성 운동에 의한 PGC-1α mRNA 단백질 안정성에 영향을 미치지 않는다. 그러나 PPARβ/δ 과발현은 지구성 운동으로 증가된 PGC-1α mRNA가 단백질로 전환된 후 PGC-1α의 안정성을 증가시킨다.

함초의 보충식이가 고지방식이 흰쥐의 혈청 및 조직의 중성지방 농도와 골격근 내 PGC-1α 및 PPAR-γ 단백질 발현에 미치는 영향 (Effect of Salicornia herbacea L. Supplementation on Tissue Triglyceride Concentrations and PGC-1α & PPAR-γ Expression of Skeletal Muscle of Rats Fed a High-fat Diet)

  • 조하형;권대근;김진우;송영주
    • 생명과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.857-863
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    • 2018
  • 본 연구는 함초의 보충식이가 고지방식이 흰쥐의 혈청 및 조직의 중성지방 농도와 골격근 내 $PGC-1{\alpha}$$PPAR-{\gamma}$ 단백질 발현에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. SD계 수컷 흰쥐를 대조군(CD, n=8), 고지방식이군(HD, n=8), 고지방식이+ 5% 함초 보충식이군(SD, n=8)으로 분류하여 8주간 사육하였다. 그 결과 SD군의 지방조직 중량은 HD군에 비해 약 25%정도 유의하게 감소한 반면 골격근의 중량은 SD군이 HD군에 비해 약 5%정도 유의하게 증가하였다(p<0.01). SD군의 혈청과 간장 내 중성지방은 HD군에 비해 약 20% 유의하게 감소하였다(p<0.05). SD군의 골격근 내 $PGC-1{\alpha}$$PPAR-{\gamma}$ 단백질 발현은 HD군에 비해 1.5배 유의하게 높게 나타났다(p<0.01). 이상의 결과로 부터 함초 보충은 골격근 내 $PGC-1{\alpha}$$PPAR-{\gamma}$ 단백질 발현의 증가를 통하여 지방감소 및 근육량 증가에 효과적이었음이 시사되었다.

Sirt1 and the Mitochondria

  • Tang, Bor Luen
    • Molecules and Cells
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    • 제39권2호
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    • pp.87-95
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    • 2016
  • Sirt1 is the most prominent and extensively studied member of sirtuins, the family of mammalian class III histone deacetylases heavily implicated in health span and longevity. Although primarily a nuclear protein, Sirt1's deacetylation of Peroxisome proliferator-activated receptor Gamma Coactivator-$1{\alpha}$ (PGC-$1{\alpha}$) has been extensively implicated in metabolic control and mitochondrial biogenesis, which was proposed to partially underlie Sirt1's role in caloric restriction and impacts on longevity. The notion of Sirt1's regulation of PGC-$1{\alpha}$ activity and its role in mitochondrial biogenesis has, however, been controversial. Interestingly, Sirt1 also appears to be important for the turnover of defective mitochondria by mitophagy. I discuss here evidences for Sirt1's regulation of mitochondrial biogenesis and turnover, in relation to PGC-$1{\alpha}$ deacetylation and various aspects of cellular physiology and disease.

손바닥선인장 보충이 고지방식이 흰쥐 골격근의 PPAR-γ 와 PGC-1α 단백질 발현 증가에 미치는 영향 (Opuntia humifusa Supplementation Reduces Fat Weight by Increasing PPAR-γ and PGC-1α Protein Expression in the Skeletal Muscle of Rats)

  • 권대근;강준용;김재승;송영주
    • 생명과학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.67-73
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    • 2014
  • 본 연구는 안정 시 고지방식이 흰쥐의 골격근에서 PPAR-${\delta}$, PPAR-${\gamma}$ 그리고 PGC-$1{\alpha}$ 단백질 발현에 손바닥선인장 보충이 미치는 효과에 대하여 연구하였다. SD계 수컷 흰쥐 16마리를 무작위로 대조군(CG, n=8)과 실험군(EG, n=8)으로 분류하였다. 8주 동안 대조군은 고지방식이를 부하하였으며, 실험군은 5% 손바닥선인장을 보충식이하였다. 본 실험결과, 복부지방과 고환부 지방 중량은 EG군이 CG군에 비해 유의하게 낮게 나타났다(p<0.01). 또한 혈당, 중성지방, 총콜레스테롤의 농도도 EG군이 CG군에 비해 유의하게 낮게 나타났다(p<0.01). 한편, 골격근에서 PPAR-${\gamma}$와 PGC-$1{\alpha}$ 단백질 발현은 EG군이 CG군에 비해 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). 이상의 결과로부터 손바닥선인장 보충이 고지방식이 흰쥐의 혈당과 중성지방 농도의 감소와 골격근에서 PPAR-${\gamma}$와 PGC-$1{\alpha}$ 단백질 발현을 증가시킴으로서 체지방을 감소시켜 체중증가 억제에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.

Melatonin-Induced PGC-1α Improves Angiogenic Potential of Mesenchymal Stem Cells in Hindlimb Ischemia

  • Lee, Jun Hee;Han, Yong-Seok;Lee, Sang Hun
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제28권3호
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    • pp.240-249
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    • 2020
  • Despite the therapeutic effect of mesenchymal stem cells (MSCs) in ischemic diseases, pathophysiological conditions, including hypoxia, limited nutrient availability, and oxidative stress restrict their potential. To address this issue, we investigated the effect of melatonin on the bioactivities of MSCs. Treatment of MSCs with melatonin increased the expression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 alpha (PGC-1α). Melatonin treatment enhanced mitochondrial oxidative phosphorylation in MSCs in a PGC-1α-dependent manner. Melatonin-mediated PGC-1α expression enhanced the proliferative potential of MSCs through regulation of cell cycle-associated protein activity. In addition, melatonin promoted the angiogenic ability of MSCs, including migration and invasion abilities and secretion of angiogenic cytokines by increasing PGC-1α expression. In a murine hindlimb ischemia model, the survival of transplanted melatonin-treated MSCs was significantly increased in the ischemic tissues, resulting in improvement of functional recovery, such as blood perfusion, limb salvage, neovascularization, and protection against necrosis and fibrosis. These findings indicate that the therapeutic effect of melatonin-treated MSCs in ischemic diseases is mediated via regulation of PGC-1α level. This study suggests that melatonin-induced PGC-1α might serve as a novel target for MSC-based therapy of ischemic diseases, and melatonin-treated MSCs could be used as an effective cell-based therapeutic option for patients with ischemic diseases.

C2C12 골격근세포에서 황기의 미토콘드리아 조절 작용 (The Effects of Astragali Radix Extracts on Mitochondrial Function in C2C12 Myotubes)

  • 송미영
    • 한방비만학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.55-62
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    • 2014
  • Objective: The prevalence of metabolic syndrome and type 2 diabetes is increasing worldwide. Mitochondrial dysfunction is known to be involved in insulin resistance and obesity, researches have been increasing highly. Astragali Radix extract (ARE) or its main components have been shown to perform comparably to insulin by significantly reducing blood glucose levels in animal models however, the influence on mitochondrial dysfunction are not well understood. Methods: ARE (0.2, 0.5 and 1.0 mg/ml) or metformin (2.5 mM) were treated in C2C12 after 6 day-differentiation. The expressions of adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK) and phosphorylation AMPK, peroxisome proliferators-activated receptror ${\gamma}$ coactivator $1{\alpha}$ ($PGC1{\alpha}$), nuclear respiratory factors 1 (NRF1), mitochondrial transcription factor (Tfam) and myosin heavy chain were detected with western blotting or polymerase chain reaction analysis. The morphological changes were also investigated. Results: ARE dose dependently increased phosphorylation of AMPK and respectively activated mRNA expressions of $PGC1{\alpha}$, NRF1 and Tfam which are mitochondrial biogenesis regulators. Furthermore, there were some morphologic differences of differentiated cells between ARE treatment and control. Conclusions: This study suggests that ARE has the potential to increase muscle mitochondrial function by activating AMPK and $PGC1{\alpha}$.

Overexpression of tumor necrosis factor receptor-associated protein 1 (TRAP1), leads to mitochondrial aberrations in mouse fibroblast NIH/3T3 cells

  • Im, Chang-Nim;Seo, Jeong-Sun
    • BMB Reports
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    • 제47권5호
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    • pp.280-285
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    • 2014
  • Cancer cells undergo uncontrolled proliferation, and aberrant mitochondrial alterations. Tumor necrosis factor receptor-associated protein 1 (TRAP1) is a mitochondrial heat shock protein. TRAP1 mRNA is highly expressed in some cancer cell lines and tumor tissues. However, the effects of its overexpression on mitochondria are unclear. In this study, we assessed mitochondrial changes accompanying TRAP1 overexpression, in a mouse cell line, NIH/3T3. We found that overexpression of TRAP1 leads to a series of mitochondrial aberrations, including increase in basal ROS levels, and decrease in mitochondrial biogenesis, together with a decrease in peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-$1{\alpha}$ (PGC-$1{\alpha}$) mRNA levels. We also observed increased extracellular signal-regulated kinase (ERK) phosphorylation, and enhanced proliferation of TRAP1 overexpressing cells. This study suggests that overexpression of TRAP1 might be a critical link between mitochondrial disturbances and carcinogenesis.

부자추출물의 골격근 세포에서의 에너지 조절 작용 (Effect of Aconitum carmichaeli Debx on Energy Metabolism in C2C12 Skeletal Muscle Cells)

  • 송미영
    • 한방비만학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.109-115
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    • 2016
  • Objectives: The all anti-obesity drugs currently approved by the US Food and Drug Administration work by reducing energy intake. In fact, no approved drug targets energy expenditure. In Korean medicine, it is known to Qi or Yang invigorating therapy could increase energy metabolism. Aconitum carmichaeli Debx (ACD) is a Yang invigorating herb, often used for treat obesity in Korean medicine. In the present study, the authors investigated the regulatory effects of ACD in energy metabolism and mitochondrial biogenesis in C2C12 skeletal muscle cells. Methods: The water extract of ACD (0.2, 0.5 and 1.0 mg/ml) were treated in differentiated C2C12 cells. The protein or mRNA levels of target genes were analyzed and mitochondrial mass were investigated. Results: ACD activated the expressions of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha ($PGC-1{\alpha}$), nuclear respiratory factor 1 and TFAM and increased mitochondrial mass. ACD also increased adenosin monophosphate-activated protein kinase (AMPK), and acetyl-CoA carboxylase. Conclusions: This study suggests that ACD has the potential to increase energy metabolism and mitochondrial biogenesis by activating AMPK and $PGC1{\alpha}$.

운동 강도 차이가 고지방식이 Sprague-Dawley Rat의 골격근 내 PGC-1α, PPAR-γ 및 인슐린 저항에 미치는 영향 (Effects of Exercise Intensity on PGC-1α, PPAR-γ, and Insulin Resistance in Skeletal Muscle of High Fat Diet-fed Sprague-Dawley Rats)

  • 정현령;강호율
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권7호
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    • pp.963-971
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    • 2014
  • 본 연구에서는 4주간의 고지방식이와 지구성 운동이 골격근의 PGC-$1{\alpha}$, PPAR-${\gamma}$ 및 인슐린 저항성(glucose uptake, GLUT-4)에 미치는 영향을 분석하였다. 인슐린 민감도 지표인 혈당내성검사에서는 일반식이와 비교하여 고지방식이에서 포도당 투여 후 30분과 60분에서 유의하게 증가하였으며, 운동집단에서는 일반식이와 고지방식이집단에 비해 유의하게 감소한 것을 알 수 있었다. 골격근의 포도당 운반률, PGC-$1{\alpha}$, GLUT-4, PPAR-${\gamma}$의 결과에서는 일반식이에 비해 고지방식이집단에서 감소하는 경향이 나타났으나 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 운동집단(저/중/고강도운동)에서는 일반/고지방식이집단과 비교하여 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 운동집단의 운동강도 차이에서 GLUT-4와 PPAR-${\gamma}$는 집단 간 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 골격근의 포도당 운반률과 PGC-$1{\alpha}$ 단백질 발현은 저/중강도 운동과 비교하여 고강도 운동이 유의하게 증가한 것을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 4주간의 고지방식이는 whole body의 인슐린 저항성을 발생시켰으나 근육 내 인슐린 저항에는 영향을 미치는 못한 것으로 사료된다. 그러므로 추후 고지방식이의 함량, 섭취 기간 등을 고려한 연구가 필요할 것으로 생각된다. 또한 4주간의 지속적인 지구성 운동이 고지방식이로 인해 발생된 골격근 인슐린 저항성을 감소시키는데 효과적인으로 나타났으나 운동 강도에 따른 골격근의 포도당 운반률, PGC-$1{\alpha}$, GLUT-4, PPAR-${\gamma}$의 변화가 인슐린 저항성이 개선시켰다고 설명하기는 부족한 것으로 판단된다. 그러므로 추후 본 연구의 결과를 바탕으로 운동 형태(운동 기간, 운동강도)에 따른 골격근의 PGC-$1{\alpha}$와 insulin signalling pathway에 대한 세부적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

지구성 운동이 STZ-당뇨 유발 쥐의 허혈/재 관류 손상 후 심근의 당대사 관련 표현형 단백질과 HSP-60 단백질 발현에 미치는 영향 (The Effect of Exercise Training (EXE) on Myocardium Glucose Metabolic Phenotypic Proteins and HSP-60 Protein Expression after Ischemia/Reperfusion Injury in STZ-induced Rats)

  • 배희숙;엄현섭;강은범;양춘열;이용로;이창국;천우호;전혜자;조인호;조준용
    • 생명과학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.644-651
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    • 2009
  • The objective of this study was to identify EXE (1 hr a day at 21 m/min for 5 day/wk, at 0 % grade for 6 wk) on myocardium glucose metabolic phenotypic proteins (AMPK-PGC-1${\alpha}$-GLUT-4) and HSP-60 protein expression after ischemia/reperfusion injury (IRI) in STZ-induced rats. EXE was performed using STZ-induced diabetic rats on a rodent treadmill (28 m/min, 1 hr/day, 5 day/wk for 6 wk). The results of this study suggest that i) serum insulin level was not changed among groups (p>l0.05). ii) the LVDP level increased significantly in the STZ-EXE-IRI group compared to the STZ-IRI group at 60 min (p<0.01), 70 min (p<0.05) and 80 min (p<0.05) after reperfusion, respectively, and iii) AMPK phosphorylation (p<0.01), PGC-1${\alpha}$ protein (p<0.001), GLUT-4 protein (p<0.001) and HSP-60 protein expressions (p<0.05) increased significantly in the STZ-EXE-IRI group compared to the STZ-IRI group. In conclusion, the findings of the present study reveal that EXE may provide therapeutic value to insulin dependent diabetic patients with peripheral insulin resistance and myocardium injury by improving glucose metabolic proteins (AMPK-PGC-1${\alpha}$-GLUT-4) and heat shock protein-60 (HSP-60), along with increasing LVDP levels and decreasing glucose levels. Therefore, EXE protects the STZ-induced diabetic myocardium injury against ischemia/ reperfusion injury.