• 제목/요약/키워드: glucose transporter 4

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사람 암세포와 단핵세포에서 고포도당 농도에 의한 FDG 섭취 저하의 서로 다른 기전 (Decreased glucose uptake by hyperglycemia is regulated by different mechanisms in human cancer cells and monocytes)

  • 김채균;정준기;이용진;홍미경;정재민;이동수;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.110-120
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    • 2002
  • 목적: FDG PET은 악성종양의 진단에 유용하게 쓰이고 있으나, 염증에도 섭취되어 진단에 어려움이 있다. 염증에서 F-18-FDG 섭취는 단핵세포에서 포도당대사가 항진되어 나타난다. 이 연구에서는 사람의 암세포와 단핵세포간에 포도당대사에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 사람의 대장암 세포주(SNU-C2A, SNU-C4, SNU-C5)와 폐암 세포주(NCI-H522), 단핵세포를 포도당 농도가 다른 배지에서 각각 배양시키고, FDG 섭취와 포도당운반체 1(Glut1)의 발현, hexokinase 활성도의 변화를 비교 분석하였다. 결과: 포도당이 없는 배지에서는 암세포와 단핵세포 모두에서 FDG 섭취가 증가되나 포도당 고농도(16.7 mM)에서는 섭취가 감소하였다. 이 고농도에서 Glut1 mRNA의 발현은 대장암 세포주, 폐암 세포주에서 감소하였다. 고농도의 포도당 배지에서 Glut1 단백질의 발현도 4종류의 암세포에서 모두 감소하였으나, 단핵세포에서는 변화가 없었다. SNU-C2A, SNU-C4, NCI-H522 세포에서 hexokinase의 활성도는 비슷하였고, 단핵세포와 SNU-C5에서는 약간 증가하였다. 결론: 포도당 섭취에 있어서 사람의 암 세포주와 단핵세포는 서로 다른 기전을 보이고 있다. 대장암 세포는 포도당 농도에 의한 포도당 섭취 변화가 Glut1에 의하여 조절되나, 단핵세포는 다른 기전을 가지고 있다.

HepG2 세포에서 아마란스 종자 에탄올 추출물이 포도당 흡수 조절에 미치는 효과 (Effect of amaranth seed extracts on glycemic control in HepG2 cells)

  • 박소진;박종군;황은희
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제54권6호
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    • pp.603-617
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    • 2021
  • 혈당 조절에 유익한 천연 식품을 발굴하고 그 효과를 밝혀보고자 본 연구에서는 아마란스 종자에 주목하여 몇 가지 혈당조절 연관 지표의 증감 정도를 알아보았다. 아마란스 종자의 색과 발아 여부에 따라 효능에 차이가 있는지 알아보기 위하여 발아 흑색 아마란스는 germinated black amaranth (GBA), 비발아 흑색 아마란스는 black amaranth (BA), 발아 황색 아마란스는 germinated yellow amaranth (GYA), 비발아 황색 아마란스는 yellow amaranth (YA)로 구분하였고 각각의 시료는 80% 에탄올 추출물을 만들어 사용하였다. 본 연구에서 α-amylase 및 α-glucosidase 저해 활성을 측정한 결과 GBA, BA, GYA, YA 순으로 높은 저해 활성을 나타냈으며 특히 α-amylase 저해 활성 실험에서 GBA는 양성 대조물질인 acarbose와 거의 비슷한 수준을 나타내어 높은 저해 활성을 가지는 것으로 판단된다. HepG2 세포에서 포도당 흡수를 측정한 결과 모든 추출물에서 농도 의존적으로 증가하였고 GBA > BA > GYA > YA 순으로 높게 나타났다. 특히 50 ㎍/mL 농도에서 GBA는 인슐린과 유사한 값을 나타내었다. GBA를 농도별로 처리한 HepG2 세포에서 ACC, GLUT-2, GLUT-4, IRS-1, IRS-2 mRNA 발현 정도는 모두 농도 의존적으로 증가하였다. 이상의 결과로 아마란스 종자는 혈당 조절 및 개선에 효능이 있다고 평가되며 특히 발아한 흑색 종자가 혈당 조절 효능이 높게 나타남을 보여 혈당 조절에 유익한 효능을 가지는 식품 소재가 될 수 있음을 확인하였다.

C2C12 골격근 세포에서 갈근황금황련탕의 당 대사 및 에너지 조절 효과 (The Effects of Galgunhwanggumhwangryun-tang on Glucose and Energy Metabolism in C2C12 Myotubes)

  • 오지홍;한송이;임수경;김호준
    • 한방비만학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.93-101
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    • 2022
  • Objectives: This study aimed to observe the anti-diabetic effect and underlying mechanisms of Galgunhwanggumhwangryun-tang (GHH; Gegen-Qinlian-decoction) in the C2C12 myotubes. Methods: GHH (1.0 mg/ml) or metformin (0.75 mM) or insulin (100 nM) were treated in C2C12 myotubes after 4 days differentiation. The glucose uptake was assessed by 2-[N-(7-160 nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino]-2-deoxy-d-glucose uptake by C2C12 cells. The expression of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) and phosphorylation AMPK (pAMPK) were measured by western blot. We also evaluated gene expression of glucose transporter type 4 (Slc2a4, formerly known as GLUT4), glucokinase (Gk), carnitine palmitoyltransferase IA (Cpt1a), nuclear respiratory factors 1 (Nrf1), mitochondrial transcription factor A (Tfam), and peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α (Ppargc1a) by quantitative real-time polymerase chain reaction. Results: GHH promoted glucose uptake in C2C12 myotubes. The expression of AMPK protein, which plays an essential role in glucose metabolism, was increased by treatment with GHH. GHH treatment tended to increase gene expression of Slc2a4, Gk, and Nrf1 but was not statistically significant. However, GHH significantly improved Tfam and Ppargc1a gene expression in C2C12 myotubes. Conclusions: In summary, GHH treatment promoted glucose uptake in C2C12 myotubes. We suggest that these effects are associated with increased gene expression involved in mitochondrial biosynthesis and oxidative phosphorylation, such as Tfam and Ppargc1a, and increased expression of AMPK protein.

한국산 겨우살이 추출물(KME)의 2형 당뇨 억제 및 근육세포 미토콘드리아 생성 증가 효과 (Inhibition of Type II Diabetes in ob/ob Mice and Enhancement of Mitochodrial Biogenesis in C2C12 Myotubes by Korean Mistletoe Extract)

  • 정회윤;유영춘;김인보;성낙윤;최옥병;최보화;김종배
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.324-330
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    • 2015
  • 본 연구에서는 C57BL/6J ob/ob 마우스를 이용하여 한국산 겨우살이 냉수 추출물(KME)의 항당뇨 활성을 조사하였다. 50 혹은 100 mg/kg의 KME를 1일 1회씩 경구투여 한 결과 KME 투여 개시 5일 후부터 ob/ob 마우스의 혈당이 유의하게 억제되었으며, 10일 후부터 안정된 억제 효과를 나타내고 대조군에 비해 20% 이상의 혈당강하 효과를 나타내었다. 경구 당부하 실험(OGTT)에서는 KME 경구투여 마우스에서 유효한 당부하 억제 활성이 관찰되었다. 또한 KME 경구 투여는 ob/ob 당뇨 마우스의 혈액 내 총 콜레스테롤과 중성 지질의 농도를 억제하는 것으로 나타났다. 한편 C2C12 근육세포를 이용한 in vitro 실험에서 KME를 처리함으로써 glucose uptake가 현저히 증가하였다. 한편 매우 흥미롭게도 KME를 처리한 C2C12 근육세포에 있어서 미토콘드리아 생성과 산화대사 조절물질인 peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-${\alpha}(PGC-1{\alpha})$를 비롯하여 glucose transporter type 4(GLUT4), estrogen-related receptor-${\alpha}(ERR-{\alpha})$, nuclear respiratory factor-1(NRF-1) 그리고 mitochondrial transcription factor A(TmfA)와 같은 $PGC-1{\alpha}$ 관련 유전자들의 발현이 증가하는 것으로 확인되었다. 이 결과는 KME가 2형 당뇨에 대한 치료물질로서의 작용을 지니며 이러한 KME의 항당뇨 활성은 미토콘드리아 생성의 조절과 관련 있는 것으로 추정된다.

삼색싸리 메탄올 추출물의 3T3-L1지방세포와 db/db 마우스에서의 PPARγ 작용제와 인슐린 유사효과를 통한 혈당조절 개선효과 (Methanol extract of Lespedeza maximowiczii var. tricolor Nakai improves glucose metabolism through PPARγ agonist and insulin-mimetic effect in 3T3-L1 adipocytes and db/db mice)

  • 박철민;김휘;류동영
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제62권4호
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    • pp.417-424
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    • 2019
  • 이 연구의 목적은 당 대사에 대한 삼색싸리(Lespedeza maximowiczii var. tricolor Nakai; LMTN)의 효과를 조사하는 것이다. LMTN 추출물은 대조군과 비교하여 3T3-L1 지방 세포에서 당 섭취능 및 지질축적을 유의하게 향상시켰다. 또한, 3T3-L1 지방 세포에서 LMTN 추출물은 퍼옥시좀 증식제 활성화 수용체(PPAR)γ, 인슐린수용체기질-1 (IRS-1) 및 포도당수송체(GLUT)4의 단백질 발현을 유의하게 증가시켰다. LMTM 추출물의 당 섭취능 또는 인슐린 신호 전달계의 조절 효과는 양성 대조물질인 트로글리타존 또는 피니톨보다 낮았지만 PPARγ 단백 활성화는 증가하였다. 또한, LMTM 추출물은 인슐린 유사효과를 나타냈다. db/db 마우스에서, LMTN 추출물(250 mg/kg BW)은 물과 식이 섭취량, 혈당, 중성지방과 총 콜레스테롤 함량을 유의적으로 감소시켰다. 더불어 지방과 근육조직에서의 PPARγ 및 GLUT4 mRNA의 발현도 LMTN 추출물 투여군에서 유의적으로 증가되었다. 따라서, 본 연구의 결과는 LMTN 추출물이 3T3-L1 지방세포 및 db/db 마우스에서 PPARγ 및 인슐린 유사효과를 통해 당 대사를 조절하는 것으로 밝혀졌다.

Insulin sensitivity improvement of fermented Korean Red Ginseng (Panax ginseng) mediated by insulin resistance hallmarks in old-aged ob/ob mice

  • Cheon, Jeong-Mu;Kim, Dae-Ik;Kim, Kil-Soo
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제39권4호
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    • pp.331-337
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    • 2015
  • Background: The biological actions of various ginseng extracts have been studied for treating obesity and diabetes mellitus. However, few studies have evaluated the effects of fermented Korean Red Ginseng (Panax ginseng Meyer) on metabolic syndrome. The present study evaluated the antiobesity and antidiabetic effects of fermented red ginseng (FRG) on old-aged, obese, leptin-deficient (B6.V-Lepob, "ob/ob") mice. Methods: The animals were divided into three groups and given water containing 0%, 0.5%, and 1.0% FRG for 16 wk. The effect of FRG on ob/ob mice was determined by measuring changes in body weight, levels of blood glucose, serum contents of triglycerides, total cholesterol and free fatty acids, messenger RNA (mRNA) expressions of key factors associated with insulin action, such as insulin receptor (IR), lipoprotein lipase (LPL), glucose transporter 1 and 4 (GLUT1 and GLUT4), peroxisome proliferators-activated receptor gamma ($PPAR-{\gamma}$), and phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) in the liver and in muscle, and histology of the liver and pancreas. Results: FRG-treated mice had decreased body weight and blood glucose levels compared with control ob/ob mice. However, anti-obesity effect of FRG was not evident rather than hypoglycemic effect in old aged ob/ob mice. The hyperlipidemia in control group was attenuated in FRG-treated ob/ob mice. The mRNA expressions of IR, LPL, GLUT1, GLUT4, $PPAR-{\gamma}$, and PEPCK in the liver and in muscle were increased in the FRG-treated groups compared with the control group. Conclusion: These results suggest that FRG may play a vital role in improving insulin sensitivity relative to reducing body weight in old-aged ob/ob mice.

Identification and Functional Characterization of P159L Mutation in HNF1B in a Family with Maturity-Onset Diabetes of the Young 5 (MODY5)

  • Kim, Eun Ky;Lee, Ji Seon;Cheong, Hae Il;Chung, Sung Soo;Kwak, Soo Heon;Park, Kyong Soo
    • Genomics & Informatics
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    • 제12권4호
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    • pp.240-246
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    • 2014
  • Mutation in HNF1B, the hepatocyte nuclear factor-$1{\beta}$ (HNF-$1{\beta}$) gene, results in maturity-onset diabetes of the young (MODY) 5, which is characterized by gradual impairment of insulin secretion. However, the functional role of HNF-$1{\beta}$ in insulin secretion and glucose metabolism is not fully understood. We identified a family with early-onset diabetes that fulfilled the criteria of MODY. Sanger sequencing revealed that a heterozygous P159L (CCT to CTT in codon 159 in the DNA-binding domain) mutation in HNF1B was segregated according to the affected status. To investigate the functional consequences of this HNF1B mutation, we generated a P159L HNF1B construct. The wild-type and mutant HNF1B constructs were transfected into COS-7 cells in the presence of the promoter sequence of human glucose transporter type 2 (GLUT2). The luciferase reporter assay revealed that P159L HNF1B had decreased transcriptional activity compared to wild-type (p < 0.05). Electrophoretic mobility shift assay showed reduced DNA binding activity of P159L HNF1B. In the MIN6 pancreatic ${\beta}$-cell line, overexpression of the P159L mutant was significantly associated with decreased mRNA levels of GLUT2 compared to wild-type (p < 0.05). However, INS expression was not different between the wild-type and mutant HNF1B constructs. These findings suggests that the impaired insulin secretion in this family with the P159L HNF1B mutation may be related to altered GLUT2 expression in ${\beta}$-cells rather than decreased insulin gene expression. In conclusion, we have identified a Korean family with an HNF1B mutation and characterized its effect on the pathogenesis of diabetes.

모단피의 PC12 cell 산화억제 효과 및 neuronal 유전자 발현 profile 분석에 대한 연구 (Effect of Moutan Cortex Radicis on gene expression profile of differentiated PC12 rat cells oxidative-stressed with hydrogen peroxide)

  • 김현희;노삼웅;나영인;배현수;신민규;김정숙;홍무창
    • 동의생리병리학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.529-541
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    • 2003
  • Yukmijihwang-tang has been widely used as an and-aging herbal medicine for hundred years in Asian countries. Numerous studies show that Yukmijihwangtang has anti-oxidative effect both in vivo and in vitro. It has been reported that Moutan Cortex Radicis extract (MCR) was the most effective herb in Yukmijihwang-tang on undifferentiated PC12 cells upon oxidative-stressed with hydrogen peroxide. The purpose of this study is to; 1) evaluate the recovery of neuronal damage by assessing the anti-oxidant effect of MCR on PC12 cells differentiated with nerve growth factor (NGF), 2) identify candidate genes responsible for anti-oxidative effect on differentiated PC12 cells by oligonucleotide chip microarray. PC12 cells, which were differentiated by treating with NGF, were treated without or with hydrogen peroxide in the presence or absence of various concentration of MCR. Cell survival was determined by using MTS assay. Measurement of intracellular reactive oxygen species (ROS) generation was determined using the H2DCFDA assay The viability of cells treated with MCR was significantly recovered from stressed PC12 cell. In addition, wide rage of concentrations of MCR shows dose-dependent inhibitory effect on ROS production in oxidative-stressed cells. Total RNAs of cells without treatment(Control group), only treated with H₂O₂ (stressed group) and treated with both H₂O₂ and of MCR (MCR group) were isolated, and cDNAs was synthesized using oligoT7(dT) primer. The fragmented cRNAs, synthesized from cDNAs, were applied to Affymetrix GeneChip Rat Neurobiology U34 Array. mRNA of Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II delta subunit(CaMKII), neuron glucose transporter (GLUT3) and myelin/oligodendrocyte glycoprotein(MOG) were downregulated in Stressed group comparing to Control group. P2X2-5 receptor (P2X2R-5), P2X2-4 receptor (P2X2R-4), c-fos, 25 kDa synaptosomal attachment protein(SNAP-25a) and GLUT3 were downregulated, whereas A2 adenosine receptor (A2AR), cathechol-O-methyltransferase(COMT), glucose transporter 1 (GLUT1), EST223333, heme oxygenase (HO), VGF, UI-R-CO-ja-a-07-0-Ul.s1 and macrophage migration inhibitory factor (MIF) were upregulated in MCA group comparing to Control group. Expression of Putative potassium channel subunit protein (ACK4), P2X2A-5, P2X2A-4, Interferon-gamma inducing factor isoform alpha precursor (IL-18α), EST199031, P2XR, P2X2 purinoceptor isoform e (P2X2R-e), Precursor interleukin 18 (IL-18) were downregulated, whereas MOO, EST223333, GLUT-1, MIF, Neuronatin alpha, UI-R-C0-ja-a-07-0-Ul.s1, A2. adenosine receptor, COMT, neuron-specific enolase (NSE), HO, VGF, A rat novel protein which is expressed with nerve injury (E12625) were upregulated in MCR group comparing to Stressed group. The results suggest that decreased viability and AOS production of PC12 cell by H₂O₂ may be, at lease, mediated by impaired glucose transporter expression. It is implicated that the MCR treatment protect PC12 cell from oxidative stress via following mechanisms; improving glucose transport into the cell, enhancing expression of anti-oxidative genes and protecting from dopamine cytotoxicity by increment of COMT and MIF expression. The list of differentially expressed genes may implicate further insight on the action and mechanism behind the anti-oxidative effects of herbal extract Moutan Cortex Radicis.

초록 : 비만 실험동물쥐 (obese Zucker rats)에서의 육미지황탕의 항당뇨 효과 (Anti-diabetic effect of Yukmijihwangtang-Jahage in obese Zucker rats)

  • Kim, Cheorl-Ho;Seo, Eun-Kyung;Kang, Dong-Hwi;Seo, Jin-Woo;Kim, Kyoung-Sook;Lee, Tae-Kyun;Lee, Young-Choon;Nam, Kyung-Soo
    • 생명과학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.388-396
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    • 2000
  • The effect of the traditional herbal medicine Yukmijihwangtang-Jahage(YJ) on the improvement of insulin resistance and lipid profile was studied using a model for non-insulin dependent diabetes mellitus, lean (Fa/-) and obese (fa/fa) Zucker rats. Yukmijihwangtang-Jahage feeding for 4 weeks resulted in a significant decrease in the concentration of plasma triglyceride in both lean and obese Zucker rats. Furthermore, Yukmijihwangtang-Jahage markedly decreased both plasma cholesterol and fasting plasma insulin, and significantly decreased the postprandial glucose level at 30 min during oral glucose tolerance test in obese Zucker rats. Although there was no statistical significance, the crude glucose transporter 4 protein level of Yukmijihwangtang-Jahage dieted obese rats tended to increase when compared to that of obese control rats. Therefore, the present results suggested that Yukmijihwangtang-Jahage may be useful in prevention and improvement of metabolic disorders characterized by hyperinsulinemia states such as non-insulin dependent diabetes mellitus, syndrome X and coronary artery disease.

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옥덩굴 에탄올 추출물의 당 대사 및 인슐린 민감성 개선효과 (Caulerpa okamurae ethanol extract improves the glucose metabolism and insulin sensitivity in vitro and in vivo)

  • 박철민;타쿠리랙스미센;류동영
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제64권1호
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    • pp.89-96
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 Caulerpa okamurae 에탄올 추출물(COE)이 제2형 당뇨병 치료의 약물 표적 중 하나인 당 대사 및 인슐린 민감성에 미치는 영향을 평가하는 것이다. COE는 in vitro 실험에서 단백질 티로신 포스타제 1B (PTP1B)와 디펩티딜 펩티데이즈-IV (DPP-IV) 효소 활성을 유의하게 억제시켰다. 또한, COE는 3T3-L1 지방세포와 제브라피쉬에서 당 흡수, 인슐린 수용체 기질(IRS-1) 및 당 수송체(GLUT4) 단백의 발현을 대조군에 비해 유의하게 향상시켰다. L6 근육세포의 덱사메타손(dexamethasone)으로 유도된 인슐린 저항성 모델에서도 COE는 인슐린 신호전달 및 당 흡수 단백의 발현을 효과적으로 증가시켰다. 더불어 인슐린 저항성 지표로 알려진 IRS-1 Ser307의 인산화 활성도 COE 첨가에 의해 유의하게 억제되었다. 그러나 COE는 췌장 베타세포의 인슐린 분비에는 아무런 영향을 미치지 않았다. 결론적으로 COE는 인슐린 표적세포와 제브라피쉬에서 인슐린 신호전달과 당 수송체 GLUT4 단백 발현의 조절을 통해 당 대사 및 인슐린 민감성을 개선시키는 것으로 밝혀졌다.