최근 식생활의 변화에 따라 당뇨병, 비만 등의 만성대사질환의 발병률이 증가함에 따라 예방과 치료를 위한 물질연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 선행 연구에서 항당뇨 효능이 확인된 Vigna nakashimae (VN) 메탄올 추출물로부터 VN 클로로포름층 분획물과 물층 분획물을 얻어 각 분획물의 항당뇨 효능과 분자적 기전을 살펴보았다. 각각의 VN 분획물을 제 2형 당뇨병질환모델인 db/db 마우스에 경구투여하여 VN 분획물의 혈당 및 지질 대사 변화 등을 측정하였다. VN 클로로포름층 분획물은 공복 혈당과 당화혈색소를 물층 분획물보다 더 효과적으로 감소시켰다. 또한 내당능도 개선하였으며, 혈중 지방산과 중성지방도 감소시켰다. VN 클로로포름층 분획물은 HepG2와 C2C12세포에서 인산화된 AMPK와 AMPK 하위 유전자인 CPT-1의 유전자 발현을 증가시켰다. VN 클로로포름층 분획물은 AMPK의 활성화와 일치하게 HepG2에서 당 생성 효소인 PEPCK와 G-6Pase의 발현을 감소시켰으며, C2C12에서는 당 유입을 증가시켰다. 이상의 결과는 VN 클로로포름층 분획물은 AMPK의 활성화를 통해 공복혈당을 감소시켰으며, 이러한 효과는 물층 분획물보다 더 효과적이었다.
E. japonica is a well-known medicinal plant in Japan. The leaves of E. japonica were reported to have a hypoglycemic action. However, seeds of E. japonica are discarded and not used. To elucidate for anti-diabetic effects of E. japonica, Type 2 diabetic mice were allocated to control group, E. japonica leaf, and seed extract group. Animals were fed a 2018S Teklad global 18% protein rodent diet. Animals were received daily oral injections of E. japonica leaf or seed extract at a dose of 200 mg/kg body weight for 6 weeks. Body weight, food intake and water intake, and total adipose tissue weight of animals were significantly reduced by feeding of E. japonica leaf extract. All E. japonica extract groups significantly decreased fasting blood glucose, glycosylated hemoglobin levels, size of adipocytes and serum adiponectins. However, they did not have a beneficial effect on the serum triglyceride and cholesterol in the diabetic animals. These results suggest that E. japonica seed and leaf extracts have a antidiabetic effect by controlling of blood glucose and decrease of size of adipocytes in db/db mice and seed extract is more effective in hypoglycemic action than leaf extract.
Tripp, Matthew L.;Darland, Gary;Konda, Veera Reddy;Pacioretty, Linda M.;Chang, Jyh-Lurn;Bland, Jeffrey S.;Babish, John G.
Nutrition Research and Practice
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제6권5호
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pp.405-413
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2012
Rho iso-alpha acids-rich extract (RIAA) from Humulus lupulus (hops) and proanthocyanidins-rich extracts (PAC) from Acacia nilotica exert anti-inflammatory and anti-diabetic activity in vitro and in vivo. We hypothesized that a combination of these two extracts would exert enhanced effects in vitro on inflammatory markers and insulin signaling, and on nonfasting glucose and insulin in db/db mice. Over 49 tested combinations, RIAA:PAC at 5:1 ($6.25{\mu}g/mL$) exhibited the greatest reductions in $TNF{\alpha}$-stimulated lipolysis and IL-6 release in 3T3-L1 adipocytes, comparable to $5{\mu}g/mL$ troglitazone. Pretreatment of 3T3-L1 adipocytes with this combination ($5{\mu}g/mL$) also led to a 3-fold increase in insulin-stimulated glucose uptake that was comparable to $5{\mu}g/mL$ pioglitazone or $901{\mu}g/mL$ aspirin. Finally, db/db mice fed with RIAA:PAC at 5:1 (100 mg/kg) for 7 days resulted in 22% decrease in nonfasting glucose and 19% decrease in insulin that was comparable to 0.5 mg/kg rosiglitazone and better than 100 mg/kg metformin. RIAA:PAC mixture may have the potential to be an alternative when conventional therapy is undesirable or ineffective, and future research exploring its long-term clinical application is warranted.
Kim, Mi Joung;Chung, Jee-Young;Kim, Jung Hee;Kwak, Ho-Kyung
Nutrition Research and Practice
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제7권6호
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pp.430-438
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2013
Increased oxidative stress in obese diabetes may have causal effects on diabetic complications, including dyslipidemia. Lipopolysccharides (LPS) along with an atherogenic diet have been found to increase oxidative stress and insulin resistance. Cranberry has been recognized as having beneficial effects on diseases related to oxidative stress. Therefore, we employed obese diabetic animals treated with an atherogenic diet and LPS, with the aim of examining the effects of cranberry powder (CP) on diabetic related metabolic conditions, including lipid profiles, serum insulin and glucose, and biomarkers of oxidative stress. Forty C57BL/KsJ-db/db mice were divided into the following five groups: normal diet + saline, atherogenic diet + saline, atherogenic diet + LPS, atherogenic diet + 5% CP + LPS, and atherogenic diet + 10% CP + LPS. Consumption of an atherogenic diet resulted in elevation of serum total cholesterol and atherogenic index (AI) and reduction of high density lipoprotein (HDL)-cholesterol. However, with 10% CP, the increase in mean HDL-cholesterol level was close to that of the group with a normal diet, whereas AI was maintained at a higher level than that of the group with a normal diet. LPS induced elevated serum insulin level was lowered by greater than 60% with CP (P < 0.05), and mean serum glucose level was reduced by approximately 19% with 5% CP (P > 0.05). Mean activity of liver cytosolic glutathione peroxidase was significantly increased by LPS injection, however it was reduced back to the value without LPS when the diet was fortified with 10% CP (P < 0.05). In groups with CP, a reduction in mean levels of serum protein carbonyl tended to occur in a dose dependent manner. Particularly with 10% CP, a reduction of approximately 89% was observed (P > 0.05). Overall results suggest that fortification of the atherogenic diet with CP may have potential health benefits for obese diabetes with high oxidative stress, by modulation of physical conditions, including some biomarkers of oxidative stress.
Stimulation of AMP-activated protein kinase (AMPK) signaling followed by increase of glucose uptake in L6 myotubes were studied with organic solvent extract of Malva verticillata (MV) seeds. Ethanol extract of M. verticillata seeds (MVE) significantly increased the phosphorylation level of AMPK, acetyl-CoA carboxylase (ACC), and glucose uptake in L6 myotube cells. The MVE was fractionated with n-hexane (MVE-H), chloroform (MVE-C), ethylacetate (MVE-E), n-butanol (MVE-B), and water (MVE-W). MVE-H (150 ${\mu}g$/ml) showed the highest phosphorylating activity and increased glucose uptake by 2.3-fold. Oral administration of MVE-H (40 mg/kg) for 4 weeks to type 2 diabetic (db/db) mice reduced non-fasting and fasting blood glucose levels by 17.1% and 23.3%, respectively. Phosphorylation levels of AMPK and ACC in the soleus muscle and liver tissue of db/db mice were significantly increased by the administration of MVE-H. MVE-H was further fractionated using preparative HPLC to identify the AMPK-activating compounds. The NMR and GC-MS analyses revealed that ${\beta}$-sitosterol was a major effective compound in MVE-H. Phosphorylation levels of AMPK and ACC, and glucose uptake were significantly increased by the treatment of MVE-S (${\beta}$-sitosterol) isolated from M. verticillata to L6 cells, and these effects were attenuated by an AMPK inhibitor (Compound C) pretreatment. These results, taken together, demonstrate that increased glucose uptake in L6 myotubes by MVE-H treatment is mainly accomplished through the activation of AMPK. Our finding suggests that the extract isolated from M. verticillata seed would be beneficial for the treatment of metabolic disease including type 2 diabetes and hyperlipidemia.
This study was designed to investigate the anti-diabetic effect and mechanism of Korean red ginseng extract through transcriptomics in C57BL/KsJ db/db mice. The db/db mice were randomly divided into six groups: diabetic control group (DC), red ginseng extract low dose group (RGL, 100 mg/kg), red ginseng extract high dose group (RGH, 200 mg/kg), metformin group (MET, 300 mg/kg), glipizide group (GPZ, 15 mg/kg) and pioglitazone group (PIO, 30 mg/kg), and treated with drugs once per day for 10 weeks. At the end of treatment, we measured blood glucose, insulin, hemoglobin A1c (HbA1c), triglyceride (TG), adiponectin, leptin, non-esterified fatty acid (NEFA). RGL-treated group lowered the blood glucose and HbA1c levels by 19.6% and 11.4% compared to those in diabetic control group. In addition, plasma adiponectin and leptin levels in RGL-treated groups were increased by 20% and 12%, respectively, compared to those in diabetic control. Morphological analyses of liver, pancreas and epidydimal adipose tissue were done by hematoxylin-eosin staining, and pancreatic islet insulin and glucagon levels were detected by double-immunofluorescence staining. RGL-treated group revealed higher insulin contents and lower glucagon contents compared to diabetic control. To elucidate an action mechanism of Korean red ginseng, DNA microarray analyses were performed in liver and fat tissues, and western blot and RT-PCR were conducted in liver for validation. According to hierarchical clustering and principal component analysis of gene expression Korean red ginseng treated groups were close to metformin treated group. In summary, Korean red ginseng lowered the blood glucose level through protecting destruction of islet cells and shifting glucose metabolism from hepatic glucose production to glucose utilization and improving insulin sensitivity through enhancing plasma adiponectin and leptin levels.
Peifan Li;Tong Tong;Yusong Wu;Xin Zhou;Michael Zhang;Jia Liu;Yongxin She;Zuming Li;Yongli Li
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제33권12호
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pp.1657-1670
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2023
This study aimed to evaluate the effects of Limosilactobacillus fermentum and Lactiplantibacillus plantarum isolated from human feces coordinating with inulin on the composition of gut microbiota and metabolic profiles in db/db mice. These supplements were administered to db/db mice for 12 weeks. The results showed that the Lactobacillaceae coordinating with inulin group (LI) exhibited lower fasting blood glucose levels than the model control group (MC). Additionally, LI was found to enhance colon tissue and increase the levels of short-chain fatty acids. 16S rRNA sequencing revealed that the abundance of Corynebacterium and Proteus, which were significantly increased in the MC group compared with NC group, were significantly decreased by the treatment of LI that also restored the key genera of the Lachnospiraceae_NK4A136_group, Lachnoclostridium, Ruminococcus_gnavus_group, Desulfovibrio, and Lachnospiraceae_UCG-006. Untargeted metabolomics analysis showed that lotaustralin, 5-hydroxyindoleacetic acid, and 13(S)-HpODE were increased while L-phenylalanine and L-tryptophan were decreased in the MC group compared with the NC group. However, the intervention of LI reversed the levels of these metabolites in the intestine. Correlation analysis revealed that Lachnoclostridium and Ruminococcus_gnavus_group were negatively correlated with 5-hydroxyindoleacetic acid and 13(S)-HpODE, but positively correlated with L-tryptophan. 13(S)-HpODE was involved in the "linoleic acid metabolism". L-tryptophan and 5-hydroxyindoleacetic acid were involved in "tryptophan metabolism" and "serotonergic synapse". These findings suggest that LI may alleviate type 2 diabetes symptoms by modulating the abundance of Ruminococcus_gnavus_group and Lachnoclostridium to regulate the pathways of "linoleic acid metabolism", "serotonergic synapse", and" tryptophan metabolism". Our results provide new insights into prevention and treatment of type 2 diabetes.
The objective of this study was to determine the anti-diabetic effect of the water extract of Neolentinus lepideus in a diabetic mouse model. Seven-week-old C57BL/KsJ-db/db mice were fed either a control diet (CD) or diet supplemented with 1% or 5% of N. lepideus water extract (NLWE1 or NLWE5) for 10 weeks. Oral administration of NLWE significantly decreased the body weight gain compared to that of CD-fed group. Mice in the NLWE group had significantly lower levels of fasting serum glucose, fatty acids, and low-density lipoprotein cholesterol compared to those in the control group. These effects were accompanied by reduced fatty liver and improved glucose tolerance in the NLWE group. Taken together, these results suggest that N. lepideus might have potential as a dietary supplement to control diabetes.
In this study, body weight levels of glucose, insulin and triglyceride in blood and glucosidase activity of the small intestine were investigated to determine the effect of Sangbaegpitang and Supungsungiwhan on the glucose metabolism of db/db mice. The GLUT4 mRNA of muscle tissue and the Acetyl CoA Carboxylase and the activation rate of GLUT2 mRNA of liver tissue were measured by the reverse transcription-polymerase chain reaction method and by the vitro transcription. The results were obtained as follows: 1. In the Sangbaegpitang administration group, (1) The level of triglyceride was decreased significantly and the glucosidase activity of the small intestine was inhibited remarkably, (2) The amounts of the GLUT4 mRNA in muscle tissue and Acetyl CoA Carboxylase mRNA in liver tissue were increased significantly. (3) Though glucose level in both fasting and non-fasting, were decreased and the insulin level in blood was increased, the results showed no statistical significance. 2. In the Supungsungiwhan administration group, (1) The levels of glucose and triglyceride were decreased significantly in the blood of non-fasting animals. (2) The glucosidase activity of small intestine was inhibited markedly and the amounts of GLUT4 mRNA of muscle tissue and GLUT2 mRNA of liver tissue were increased significantly. (3) The glucose levels in the fasting group were reduced, while insulin level was increased but showed no statistical significance, Based on the above results, our conclusions are as follows: Sangbaegpitang & Supungsungiwhan are thought to be capable of inhibiting the activity glucosidase, the enzyme which influences carbohydrate metabolism in the small intestine of db/db mice(the experimental diabetic model) and delaying the absorption of carbohydrate, thus proving effective on inhibiting the increase of non-fasting glucose level effectively. Futhermore Sangbaegpitang and Supungsungiwhan are though: to be capable of preventing the composition of free fatty acids by restoring the production of GLUT4 mRNA of muscle tissues and GLUT2 mRNA of liver tissues. Those results suggests that above prescriptions can be applied to non-insulin dependent diabetes mellitus in order to improve insulin resistance.
Calcineurin (CaN) is activated in diabetes and plays a role in glomerular hypertrophy and extracellular matrix (ECM) accumulation. Here, kidneys from diabetic model mice were investigated for the expression of the regulator of CaN 1 (RCAN1) isoform 4 (RCAN1.4) which had been shown to be transcriptionally upregulated by CaN activation. We found the increased immunoreactivity for RCAN1 in the glomerular cells of db/db mice and streptozotocin-induced diabetic mice. In concordance, the expression of RCAN1 protein and RCAN1.4 mRNA were elevated in the whole kidney sample from db/db mice. Interleukin-$1{\beta}$ (IL-$1{\beta}$), tumor necrosis factor-${\alpha}$, and glycated albumin (AGE-BSA) were identified as inducers of RCAN1.4 in mesangial cells. Pretreatment of cyclosporine A blocked the increases of RCAN1.4 stimulated by IL-$1{\beta}$ or AGE-BSA, suggesting that activation of CaN is required for the RCAN1.4 induction. Stable transfection of RCAN1.4 in Mes-13 mesangial cells upregulated several factors relevant to ECM production and degradation. These results suggested that RCAN1.4 might act as a link between CaN activation and ECM turnover in diabetic nephropathy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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