Objectives: The study's goal was to find out whether Chrysanthemum rubellum extract has anti-diabetic properties by concentrating on α-glucosidase and the PTP-1B signaling pathway. C. rubellum flowers were used for extraction using Methanol/water (80/20) as solvent. Methods: LC-MS techniques was used to check the presence of phytoconstituents present in C. rubellum extract. In vitro antidiabetic activity was evaluated using α-glucosidase inhibitory activity and PTP-1B signaling pathway. On Streptozotocin (STZ)-induced rats with diabetes, the in vivo antidiabetic efficacy was assessed using a test for oral glucose tolerance. Results: The phytoconstituents identified in the extract of C. rubellum were apigenin, diosmin, myricetin, luteolin, luteolin-7-glucoside, and Quercitrin as compound 1-6, respectively. Results showed that diosmin exhibited highest α-glucosidase inhibitory activity i.e. 90.39%. The protein level of PTP-1B was lowered and the insulin signalling activity was directly increased by compounds 1-6. The maximum blood glucose levels were seen in all groups' OGTT findings at 30 minutes following glucose delivery, followed by gradual drops. In comparison to the control group, the extract's glucose levels were 141 mg/dL at 30 minutes before falling to 104 mg/dL after 120 minutes. The current study has demonstrated, in summary, that extract with phytoconstituents reduce blood sugar levels in rats. Conclusion: This finding suggests that extract may reduce the chance of insulin resistance and shield against disorders like hyperglycemia.
와송의 생리활성 및 생약재 혼합조성물과의 시너지 효과를 규명하고자 와송 추출물과 백복령, 창출, 사인 추출물의 동량으로 제조된 혼합물 및 이들의 1:1, 3:1 복합조성물을 시료로 하여 $in$$vitro$ 상에서 항산화 활성을 확인하고, streptozotocin으로 당뇨를 유발한 흰쥐의 간장과 신장 조직의 지질조성과 체내 항산화 활성에 미치는 영향을 분석하였다. Nitric oxide 라디칼 소거활성은 1,000 ${\mu}g$/mL 농도에서 와송 추출물 및 와송과 생약재 혼합물 3:1 복합물의 nitric oxide 라디칼 소거활성은 50% 이상이었다. 금속이온에 대한 항산화 활성도 와송과 생약재 혼합물을 혼합하였을 때 각각의 추출물에 비해 활성이 더 높았으며, $Fe^{2+}$ 이온보다는 $Cu^{2+}$ 이온에 대한 항산화 활성이 더 높았다. ${\alpha}$-Glucosidase 저해활성은 생약재 혼합물에 비해 와송 추출물에서 유의적으로 높았으며, 와송 추출물과 생약재 혼합물을 3:1로 혼합함으로 써 상대적인 활성이 증가하였다. 와송 추출물과 생약재 혼합물의 3:1 복합물을 식이에 1% 첨가 급이하였을 때 간장과 신장 조직 내 총 지질, 총 콜레스테롤 및 중성지질의 농도는 유의적으로 감소하였으며, 간장 조직 내 글리코겐의 축적량은 유의적으로 증가하였다. 이는 간장과 신장 조직 중 지질과산화물의 함량과 항산화 활성을 분석한 결과에서도 동일한 경향으로 와송의 혼합비율이 높을수록 TBARS 함량은 유의적으로 낮았으며, DPPH 라디칼 소거활성은 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 와송은 자체로도 항산화 및 항당뇨 활성을 가지지만 생약재 혼합물이 더해짐으로써 활성이 더 증가함을 확인할 수 있었다.
당뇨 모델 쥐에서 매생이 추출물과 그 지표물질인 pheophorbide A의 신장 보호 효과를 확인하였다. 5주령의 SD 랫드를 일주일간 순화시킨 뒤 40 mg/kg BW의 농도로 streptozotocin을 복강 투여하였으며, 한달 동안의 유도기간을 거쳐 모든 당뇨 유발군에서 혈당이 400-500 mg/dL가 된 것을 확인한 이후 9주 동안의 샘플 투여를 진행하였다. 신장 손상과 관련한 혈액 생화학적 지표인 BUN, creatinine에서는 당뇨 유발군 사이에 개선되는 경향을 보이진 않았다. 신장 조직에서 산화스트레스에 의해 유발되는 지질 과산화물을 측정 하였을 때 당뇨 유발군인 STZ군($0.19{\pm}0.04$)은 정상 대조군인 Con군($0.05{\pm}0.00$)에 비하여 3.5배 많은 MDA를 생성하였지만 매생이 추출물 4, 20 mg/kg BW투여한 CL, CH군은 MDA의 생성량이 $0.05{\pm}0.02$, $0.08{\pm}0.02$, 지표물질인 pheophorbide A를 0.2 mg/kg BW을 투여한 PhA군은 0.12{\pm}0.01 nmol/mg protein로 샘플 투여군에서 과산화물이 유의적으로 감소하는 것으로 보아(p<0.05) CFE와 PhA의 항산화 작용을 확인할 수 있었다. 항산화 바이오 마커인 GSH와 GSSH 함량 및 GPx, GR, GST 활성을 측정한 결과 CFE와 PhA는 산화스트레스에 의한 신장 조직의 GSH 함량이 감소하는 것을 막아 당뇨로 인한 신장 손상에 보호 효과가 있는 것을 확인하였다(p<0.05). 또한 STZ에 유도된 당뇨 쥐의 신장 조직엔 많은 양의 과산화물이 축적되어 있으며 이를 소거하기 위해 GPx의 활성이 높아졌는데, AC군과 PhA군에서 GPx 의 증가 정도를 유의적으로 완화시켰다(p<0.05). GR 활성은 CL, CH, PhA군에서 Con군 수준까지 올라오는 것으로 보아 신장의 산화적 손상을 정상수준까지 회복 시키는 것으로 보였으며, GST 결과로 미루어 보아 CFE와 PhA는 신장 조직에서 일차적으로 과산화물을 포집하고 GSH를 이용하여 체내의 독성 물질을 분해시켜 STZ로 유도된 당뇨로부터 신장 보호 효과를 나타내었다. 또한, 조직 내에서 SOD와 CAT의 활성 측정 결과, CFE와 PhA는 지질과산화물의 증가로 산화적 손상이 가속화 될 때, 항산화 효소계의 활성을 증가시키고 산화 스트레스에 의한 조직 손상을 완화 시켜 주는 것으로 확인되었다. 신장 조직의 병리학적 관찰 결과 CL, CH 및 PhA군에선 STZ군에 비해 비이상적인 글리코겐의 축적이 유의적으로 저해 되는 것을 관찰할 수 있었다(p<0.05). 위와 같은 실험 결과를 통하여 매생이 추출물과 PhA가 당뇨병성 신장 손상에 보호 효과가 있다는 것을 확인하였다.
본 연구는 스트렙토조토신에 의해 유도한 당뇨병, 알코올성 간 손상 실험용 랫드에서 혈액 지질 감소, 당뇨병 및 알코올성 간 손상 예방에 미치는 지장김치 추출물의 경구투여 효과를 조사하였다. 당뇨병 모델동물에서, 혈액 지질 프로파일, ALT, AST 수준은 DC (당뇨병 대조군)와 비교할 때 김치추출물 투여군에서 낮아졌으며 혈당은 DCJK (DC+지장김치 추출물 경구투여군)가 DCCK (DC+일반김치 추출물 경구투여군)에 비해 낮았다. 인슐린 수준은 NC (정상대조군), DCJK > DCCK > DC 순서로 높게 나타났다. 알코올성 간 손상 모델동물에서, 혈액 ALT, AST, 빌리루빈 농도는 AC (알코올 대조군, 일일 소주 1병 섭취군) > ACCK (AC+일반김치 추출물 경구투여군) > ACJK (AC+지장김치 추출물 경구투여군) > NC 순서로 낮았다. 간 조직의 임상병리학적 소견은 AC에서 가장 심각한 손상을 보였으나 소주1병과 김치 추출물 특히, 지장김치 추출물 경구투여군은 일반김치 추출물 경구투여군에 비해서 회복되는 속도가 개선되었다. 결과는 당뇨병 및 알코올성 간 손상 모델동물에서 지장김치의 섭취가 혈액 지질 프로파일, 혈당, ALT, AST 수준을 낮추고 인슐린 분비능력을 개선하여 줌으로써 항당뇨 및 알코올성 간 손상 보호효과를 갖는다는 사실을 보여준다.
본 연구에서는 우리나라 전통발효식품에서 분리한 효모들을 이용하여 새로운 항당뇨성 ${\alpha}$-glucosidase 저해물질을 개발하기 위하여, 먼저 48종의 효모들의 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성을 측정한 결과, Pichia burtonii Y257-7의 무세포 추출물이 가장 높은 저해활성을 보여 시험균주로 최종 선발하였다. ${\alpha}$-glucosidase 저해제 최적 생산 조건을 검토한 결과, Pichia burtonii Y257-7를 $28^{\circ}C$에서 24시간 LB 배지(pH 6.0)에 배양하여 얻은 무세포 추출물에서 가장 높은 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성을 보였다. 최적 생산조건에서 얻은 ${\alpha}$-glucosidase 저해물질을 $0.45{\mu}m$와 $0.2{\mu}m$ syringe filter unit로 여과한 후 Sephadex G-50 column chromatography와 연속 용매 추출을 실시하여 부분정제한 후 일반 쥐와 당뇨유발 쥐를 이용하여 항당뇨 효과를 조사하였다. 정상 쥐와 streptozotocin으로 당뇨를 유발시킨 당뇨유발 쥐에 Pichia burtonii Y257-7이 생산하는 ${\alpha}$-glucosidase 저해제의 부분정제물을 전분과 함께 500 mg/kg, 1000 mg/kg 농도로 경구 투여한 결과, 시판 혈당강하제인 acarbose보다는 효과가 낮았지만 농도 의존적으로 정상 쥐와 당뇨유발 쥐 모두에서 혈당 상승 억제 효과를 확인할 수 있었다.
인슐린 저항성에 기인하여 발병되는 제 2형 당뇨를 유발시킨 흰쥐로부터 8주간 B. sarmienti 열수추출물 급여 후 혈당 및 혈중지질 변화를 알아보았다. 시험기간 동안 음수량, 사료 섭취량, 혈당 모두 정상군과 비교하여 당뇨실험군에서 8주동안 유의적으로 높게 지속되었다. 따라서 제 2형 당뇨모델에서 B. sarmienti 열수추출물의 혈당개선효과는 나타나지 않는 것으로 조사되었다. 그러나 혈중 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 함량 변화를 측정한 결과 정상군과 비교할 때 당뇨대조군에서는 상대적으로 증가하였으나, B. sarmienti 열수추출물 급여로 유의적인 감소현상과 함께 정상군과 비슷한 수준을 유지 하였다. 특히 B. sarmienti 열수추출물 급여에 따른 혈중 총콜레스테롤 변화는 BW1 34.3%, BW2 43.8%로 평균 39.0%의 감소효과를 나타내었다. 또한 혈중 중성지방 변화는 BW1 48.5%, BW2 47.2%로 평균 47.9%의 감소현상을 나타내었다. 따라서 B. sarmienti 열수추출물의 농도 의존적인 변화는 관찰할 수 없었으나, 혈중 지질 개선효과가 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서 제 2형 당뇨모델에서 8주 동안 B. sarmienti 열수 추출물을 투여하면서 당뇨병의 주요증세인 다갈(polydipsia), 다뇨(polyuria), 다식(polyphagia), 고형당의 혈당조절 효과는 관찰할 수 없었으나, 고혈당을 중심으로 지질대사 이상과 함께 합병증 유발이 문제시 되고 있는 당뇨환자의 체내 지질대사 개선에는 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
The quality characteristics of baguette bread added with water extracts of Liriopis tuber(LT) and effect of the diets containing 20% dried and powered baguette with 10% LT on the level of blood sugar and lipids in the diabetes induced rat by streptozotocin were investigated. pH of the dough added with 5∼10% LT was 5.00∼5.03 which were lower than that of control(5.12). The volume of the dough with 10% LT after 2nd fermentation was the biggest. Loaf volume index of the bread with 10% LT was significantly higher than that of control. $L^{*}$ values of outside and inside of the baguette decreased in proportion to the increase of the LT, while the $a^{*}$ values increased. Color of the bread with LT showed light dark-red. There was no significant difference in hardness, but springiness and gumminess were higher in the bread with 10% LT. Sweet taste increased, color acceptability and overall taste were enhanced by addition of LT, but it did not affect the sour and astringent taste. The overeating phenomenon showed in the diabetes rat decreased in the group fed with baguette bread with LT, while feed efficiency increased by feeding of the bread with LT. The level of glucose, neutral lipid and total cholesterol in blood were 118.92,95.47 and 37.42mg/dL in the control group, 245.60, 121.54 and 102.43 mg/dL in the diabetes control, 148.40, 103.25 and 57.63 mg/dL in the baguette diet group, respectively. There was no significant difference of HTR between control group and baguette diet group, while atherogenic index was considerably decreased, which might represent improving and preventing effects of diabetes.s.s.
In present study, we investigated the antidiabetic effect of Momordica charantia(as well known "bitter melon"). This study was conducted to determine antidiabetic mechanism of Bitter Melon Extract (BME). We measured blood glucose, insulin, glucagon level in a Sprague-Dawley rat model of high-fat diet/streptozotocin(HFD/STZ)-induced diabetes. Five experimental groups were used: normal, HFD/STZ, BME 62.5 mg/kg HFD/STZ, BME 125 mg/kg HFD/STZ and BME 250 mg/kg HFD/STZ. BME was orally administered to the rats every other day for 9 weeks. Results showed that fasting blood glucose levels were significantly lower in the BME 125 mg/kg(150.17 ± 20.22 mg/dL) and 250 mg/kg(124.17 ± 22.17 mg/dL) groups than in the vehicle group(188.83 ± 26.63 mg/dL)(p<0.05). In addition, glucagon levels were lower in the three BME treatment groups than in the vehicle group(p<0.05). Oral glucose tolerance tests revealed that the BME 250 mg/kg group had significantly(p<0.05) reduced 120-minute blood glucose levels and areas under the curve. Our results suggest that BME induces antidiabetic effects via the reduction of glucagon and blood glucose levels.
The dietary effect of water extracts of Liriopis tuber(WELT) in the diabetic SD-rats on the level of blood sugar and serum cholesterol was investigated. The experimental plots divided into normal group(N), diabetic control(DC), 5% WELT-group(WELT-I) and 10% WELT-group (WELT-II). Each group was fed for 6 weeks, then continuously fed for 1 more week after streptozotocin injection. The loss of the body weight fed for one week after induction of the diabetes was 2.2~6.3% in the WELT-I and -II groups, but it was 18.6% in the DC-group. There was no significant difference in the feed intakes after diabetes induction between N-group and WELT-group, while it was significantly increased in DC-group. The feed efficiency ratios before diabetes induction were 1.70 in WELT-I group, 1.53~1.59 in the N, DC and WELT-II group, while the ratios after diabetes induction were 0.92 in DC-group, 1.51~1.83 in the N, WELT-I and -II group. While the amounts of water intakes for one week after diabetes induction was 625.4 mL in the DC-group, and it were 364.3~371.1 mL in the WELT-groups showing no significant difference with N-group. The excretion amounts of urine were 431.96 mL in DC-group for one week after diabetes induction, and it was 182~192.84 mL in WELT-groups. The ratios of liver weight against body weight were 2.74% in N-group, 2.93~2.96% in WELT-groups, but it was 4.01% in DC-group. The level of blood glucose in WELT-groups fed for one week after diabetes induction were 136.8~138.6 mg/dL showing no significant difference with N-group, but it was 357.8 mg/dL in DC-group. The level of serum triacylglycerol and serum total cholesterol were 93.8 and 68.7 mg/dL in N-group, 120.1 and 101.6 mg/dL in DC-group, 97.4~100.6 and 60.8~67.7 mg/dL in WELT-groups, respectively, showing no significant difference between N-group and WELT-groups. HDL-cholesterol/total cholesterol ratio were 0.63 in N-group, 0.57~0.67 in WELT -groups, which was significantly higher than that of DC-group(p<0.05). Atherogenic index were 0.58 in N-group, 0.49~0.74 in WELT-groups, but it was 1.32 in DC-group. The above results suggest that the WELT diets may have both preventive and curing effects against the diabetes.
Pyroptosis, a form of cell death associated with inflammation, is known to be involved in diabetic nephropathy (DN), and discoid domain receptor 1 (DDR1), an inflammatory regulatory protein, is reported to be associated with diabetes. However, the mechanism underlying DDR1 regulation and pyroptosis in DN remains unknown. We aimed to investigate the effect of DDR1 on renal tubular epithelial cell pyroptosis and the mechanism underlying DN. In this study, we used high glucose (HG)-treated HK-2 cells and rats with a single intraperitoneal injection of streptozotocin as DN models. Subsequently, the expression of pyroptosis-related proteins (cleaved caspase-1, GSDMD-N, Interleukin-1β [IL-1β], and interleukin-18 [IL-18]), DDR1, phosphorylated NF-κB (p-NF-κB), and NLR family pyrin domain-containing 3 (NLRP3) inflammasomes were determined through Western blotting. IL-1β and IL-18 levels were determined using ELISA. The rate of pyroptosis was assessed by propidium iodide (PI) staining. The results revealed upregulated expression of pyroptosisrelated proteins and increased concentration of IL-1β and IL-18, accompanied by DDR1, p-NF-κB, and NLRP3 upregulation in DN rat kidney tissues and HG-treated HK-2 cells. Moreover, DDR1 knockdown in the background of HG treatment resulted in inhibited expression of pyroptosis-related proteins and attenuation of IL-1β and IL-18 production and PI-positive cell frequency via the NF-κB/NLRP3 pathway in HK-2 cells. However, NLRP3 overexpression reversed the effect of DDR1 knockdown on pyroptosis. In conclusion, we demonstrated that DDR1 may be associated with pyroptosis, and DDR1 knockdown inhibited HG-induced renal tubular epithelial cell pyroptosis. The NF-κB/NLRP3 pathway is probably involved in the underlying mechanism of these findings.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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