• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권1호
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• pp.50-56
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• 2012

Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계는 세포의 분화와 증식, 기관의 발생과 조절을 담당하는 중요한 세포내 신호전달체계이다. 발생과정에서 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 작용이 지방세포로의 분화를 억제하고 조골세포와 신경세포로의 분화는 촉진한다는 많은 연구들이 보고되어 있으며, 현재 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 조절을 통한 여러 질병의 치료와 예방에 대한 관심이 대두되고 있다. 본 연구에서는 세포를 기반으로 한 초고속 저분자 스크리닝 시스템을 이용하여 Wnt의 상승제인 silybin을 발굴하였다. silybin은 Wnt가 존재 않을 경우에는 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준에 영향을 미치지 않지만 Wnt가 존재할 경우, mRNA 발현양의 변화 없이 세포질내의 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킨다. 또한 silybin에 의해 증가된 ${\beta}$-catenin으로 인해 지방세포분화에 중요한 전사인자라고 알려진 PPAR-${\gamma}$와 C/EBP-${\alpha}$의 발현을 억제한다. 따라서 이 연구에서는 silybin이 세포질내 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킴으로써 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계를 활성한다는 사실을 제시하였다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제37권4호
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• pp.219-224
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• 2013

Muscular satellite cell (SC), which is stem cell of postnatal pig, is an important for study of differentiation into adipogenesis, myogenesis, and osteoblastogenesis. In this study, we isolated and examined from pig muscle tissue to determine capacity in proliferate, differentiate, and expression of various genes. Porcine satellite cells (PSC) were isolated from semimembranosus (SM) muscles of 90~100 days old pigs according to standard conditions. The cell proliferation increased in multi-potent cell by Masson's, oil red O, and Alizarin red staining respectively. We performed the expression levels of differentiation related genes using real-time PCR. We found that the differentiation into adipocyte increased expression levels of both fatty acid binding protein 4 (FABP4) and peroxisome proliferator-activated receptor gamma ($PPAR{\gamma}$) genes (p<0.01). Myocyte increased the expression levels of the myosin heavy chain (MHC), myogenic factor 5 (Myf5), myogenic regulatory factor (MyoD), and Myogenic factor 4 (myogenin) (p<0.01). Osteoblast increased the expression levels of alkaline phosphatase (ALP) (p<0.01). Finally, porcine satellite cells were induced to differentiate towards adipogenic, myogenic, and osteoblastogenic lineages. Our results suggest that muscle satellite cell in porcine may influence cell fate. Understanding the progression of PSC may lead to improved strategies for augmenting meat quality.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제16권3호
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• pp.181-186
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• 2012

Fenofibrate is a selective peroxisome proliferator-activated receptor ${\alpha}$ ($PPAR{\alpha}$) activator and is prescribed to treat hyperlipidemia. The mechanism through which $PPAR{\alpha}$ agonists reduce food intake, body weight, and adiposity remains unclear. One explanation for the reduction of food intake is that fenofibrate promotes fatty acid oxidation and increases the production of ketone bodies upon a standard experimental dose of the drug (100~300 mg/kg/day). We observed that low-dose treatment of fenofibrate (30 mg/kg/day), which does not cause significant changes in ketone body synthesis, reduced food intake in Long-Evans Tokushima (LETO) rats. LETO rats are the physiologically normal controls for Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF) rats, which are obese and cholecystokinin (CCK)-A receptor deficient. We hypothesized that the reduced food intake by fenofibrate-treated LETO rats may be associated with CCK production. To investigate the anorexic effects of fenofibrate in vivo and to determine whether CCK production may be involved, we examined the amount of food intake and CCK production. Fenofibrate-treated OLETF rats did not significantly change their food intake while LETO rats decreased their food intake. Treatment of fenofibrate increased CCK synthesis in the duodenal epithelial cells of both LETO and OLETF rats. The absence of a change in the food intake of OLETF rats, despite the increase in CCK production, may be explained by the absence of CCK-A receptors. Contrary to the OLETF rats, LETO rats, which have normal CCK receptors, presented a decrease in food intake and an increase in CCK production. These results suggest that reduced food intake by fenofibrate treatment may be associated with CCK production.

• 한국약용작물학회지
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• 제28권4호
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• pp.276-286
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• 2020

Background: Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a chronic liver disease associated with multiple metabolic disorders. The medicinal plant Curcuma longa L. is widely distributed in Asia and has been used to treat a spectrum diseases in clinical practice. To date, there are inadequate reports of the effects of C. longa 50% EtOH extract (CE) on NAFLD. Therefore, in this study, we evaluate the CE on an NAFLD animal and elucidate the mechanism of action. Methods and Results: C57BL/6J mice fed a methionine-choline deficient diet (MCD) were treated with CE or milk thistle, and changes in inflammation and stetosis were assessed. Experimental animals were divided into six group (n = 10); Normal, MCD, MCD + CE 50 mg/kg/day (CE 50), MCD + CE 100 mg/kg/day (CE 100), MCD + CE 150 mg/kg/day (CE 150), and the Control, MCD + Milk thistle 150 mg/kg/day (MT 150). Body weight, liver weight, liver function, and histological changes were assessed in experimental animals. Quantitative real-time polymerase chain reaction and western blot analyses were performed on samples collected after 4 weeks of treatment. We observed that CE administration improved MCD-diet-induced lipid accumulation, and triglyceride (TG) and total cholesterol (TC) levels in serum. Treatment with CE also decreased hepatic lipogenesis through modulation of the sterol regulatory element binding protein-1 (SREBP-1), CCAAT-enhancer binding protein α (C/EBPα), fatty acid synthase (FAS), and peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) expresion. In addition, the use of CE increased adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) phosphorylation and inhibited the up-regulation of toll-like receptor (TLR)-2 and TLR-4 signaling and the production of inflammatory mediators. Conclusions: In this report, we observed that CE regulated lipid accumulation in an MCD dietinduced NAFLD model by decreasing lipogenesis. These data suggeste that CE could effectively protect mice against MCD-induced NAFLD, by inhibiting the TLR-2 and TLR-4 signaling cascades.

• Molecules and Cells
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• 제39권7호
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• pp.543-549
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• 2016

MicroRNAs (miRNAs) have been reported to be involved in many neurodegenerative diseases. The present study focused on the role of hsa-miR-144-3p in one of the neuro-degenerative diseases, Parkinson's disease (PD). Our study showed a remarkable down-regulation of miR-144-3p expression in 1-methyl-4-phenyl-1, 2, 3, 6-tetrahydropyridine (MPTP)-treated SH-SY5Y cells. MiR-144-3p was then overexpressed and silenced in human SH-SY5Y cells by miRNA-mimics and miRNA-inhibitor transfections, respectively. Furthermore, ${\beta}$-amyloid precursor protein (APP) was identified as a target gene of miR-144-3p via a luciferase reporter assay. We found that miR-144-3p overexpression significantly inhibited the protein expression of APP. Since mitochondrial dysfunction has been shown to be one of the major pathological events in PD, we also focused on the role of miR-144-3p and APP in regulating mitochondrial functions. Our study demonstrated that up-regulation of miR-144-3p increased expression of the key genes involved in maintaining mitochondrial function, including peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$ coactivator-$1{\alpha}$(PGC-$1{\alpha}$), nuclear respiratory factor 1 (NRF-1) and mitochondrial transcription factor A (TFAM). Moreover, there was also a significant increase in cellular ATP, cell viability and the relative copy number of mtDNA in the presence of miR-144-3p overexpression. In contrast, miR-144-3p silencing showed opposite effects. We also found that APP overexpression significantly decreased ATP level, cell viability, the relative copy number of mtDNA and the expression of these three genes, which reversed the effects of miR-144-3p overexpression. Taken together, these results show that miR-144-3p plays an important role in maintaining mitochondrial function, and its target gene APP is also involved in this process.

• 한국식품과학회지
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• 제46권5호
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• pp.630-635
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• 2014

본 연구에서는 성분분석을 통해 품질이 확인된 PNO의 항비만효과를 세포수준에서 확인하고 기능성소재로서의 연구 가능성을 제시하고자 수행하였다. 그 결과 PNO는 기존에 알려진 바와 같이 linoleic acid, oleic acid, pinolenic acid, 및 palmitic acid가 분석되었으며 정량을 위한 표준물질인 undecanoic acid의 함량을 기준으로 확인한 결과 linoleic acid 43.4%, oleic acid 25.7%, pinolenic acid로 예측되는 11번 unknown peak 12.8%, palmitic acid 5.2% 및 다수의 미량 성분을 함유하고 있었다. 세포독성 실험을 통해 0.2 mg/mL 농도 까지 독성이 관찰되지 않음을 확인하였으며 그 이상의 농도에서도 PNO보다는 용매 DMSO에 의한 독성이 관찰되었다. PNO를 이용하여 항비만 효과에 대한 잠재적 기능 및 기전을 연구하기 위해 Oil Red O staining, $PPAR{\gamma}$ 및 aP2 mRNA 발현 확인 그리고 leptin의 분비량 측정을 진행하였다. 그 결과 PNO는 MDI solution 처리를 통해 분화가 유도된 mature adipocyte에서 지방적(lipid droplet) 형성을 유의하게 억제하는 것을 확인할 수 있었으며 이는 PNO가 항비만 활성에 잠재적으로 기능을 할 수 있음을 의미한다. 또한 $PPAR{\gamma}$와 aP2 mRNA 발현을 확인한 결과, 두 유전자가 유의한 수준으로 MDI control 대비 감소하는 반면 SREBP-1c, $C/EBP{\alpha}$, glucokinase, phosphoenolpyruvate carboxykinase 및 perilipin에는 영향이 없는 것을 확인할 수 있었다(data not shown). RT-PCR 결과는 PNO의 처리가 지방대사 및 축적을 단백질 및 유전자 발현조절 기전에 의해 억제할 수 있음을 제시하여 주며, 추가적인 연구가 필요함을 시사한다. 마지막으로 확인한 PNO의 leptin 방출유도 실험을 통해 leptin이 PNO의 처리에 의해 농도 의존적으로 방출량이 증가됨을 확인할 수 있었다. Leptin은 식욕억제 효과가 있는 호르몬으로 잘 알려져 있다. 이는 PNO가 기존에 알려진 cholecystokinin과 glucagon like peptide-1 (GLP-1)의 분비증가를 통해 식욕을 억제할 뿐만 아니라 leptin의 방출을 유도하여 추가적인 식욕억제작용을 유도할 수 있음을 의미한다. 위의 연구결과를 종합하면 PNO는 불포화지방산이 다량 함유된 우수한 식물성유지이며 기능적으로 항비만 효능을 잠재적으로 가지는 우수한 소재임을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구결과를 기초자료로 하여 효과적인 기능성 식품 및 소재의 개발을 위해 체계적이고 과학적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 식품과학과 산업
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• 제40권2호
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• pp.46-58
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• 2007

제2형 당뇨병은 대사성 질환으로 간, 근육 그리고 지방 조직 세포에서 인슐린 작용의 장애로 나타나는 인슐린 저항성으로 혈당의 이용이 감소하여 혈당이 높아짐에도 불구하고 췌장의 베타세포에서 인슐린 분비가 충분하지 못할 때 유발된다. 서구에서는 비만 등으로 인해 인슐린 저항성이 증가하면 인슐린 분비가 높은 고인슐린혈증을 나타내어 당뇨병으로의 진전은 늦다. 하지만 우리나라를 비롯한 아시아의 사람들은 인슐린 저항성이 증가할 때 인슐린 분비가 충분치 못해 혈청 인슐린 농도가 정상인과 비슷하거나 더 낮은 상태에서 당뇨병으로 진전된다. 이러한 차이는 우리나라를 비롯한 아시아 사람들에게서 제2형 당뇨병의 발생이 급격하게 증가할 것이라는 보고되었다. 결국 당뇨병은 간, 근육 및 지방조직에서의 인슐린 작용의 장애와 췌장의 베타세포에서 인슐린 분비의 부족의 복합적인 장애에 의해서 나타나고 이것은 공통적으로 각 조직에서의 인슐린/insulin growth factor (IGF)-1 신호전달의 장애와 관련이 있다. 베타세포에서의 인슐린분비 자체는 인슐린/IGF-1 신호전달과 관계가 없지만 간접적으로 관련이 있다. 인슐린 분비능은 베타세포의 증식과 생존에 의한 베타세포의 양과 밀접한 관련이 있는데 인슐린/IGF-1 신호전달은 베타세포의 증식과 생존을 조절한다. 그러므로 혈당 조절에 관여하는 기능성 식품은 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 특성을 가지거나, 혈당이 높아질 때 인슐린 분비를 촉진시키는 insulinotropic 작용을 하는 성질을 가지고 있어야 하겠다. 전자의 대표적인 약은 1999년에 미국 FDA에서 승인 받은 peroxisome proliferator-activated receptor $(PPAR)-{\gamma}$ agonist 인 thiazolidinedione 계통의 약물인 troglitazone, pioglitazone, rosiglitazone 등이 있고, 후자는 2007년에 승인 받은 Exenatide는 glucagon like peptide (GLP)-1 agonist이다. 이 두 가지 약은 모두 자연계에 존재하는 동식물에서 유래된 것으로 식품에도 많이 다양한 종류의 인슐린 민감성 물질이나 insulinotropic 작용을 하는 물질이 함유되어 있을 것이다. 이러한 기능 이외에 혈당조절 약이나 식품으로 사용되는 것은 탄수화물의 소화를 방해하는 것으로 탄수화물 소화효소인 a-amylase 또는 maltase의 활성을 억제하여 식후 혈당의 급격한 상승을 방지하는 것이 있다. 우리나라 사람들은 탄수화물의 섭취가 너무 많아서 실제로 이러한 식품이나 약의 효능이 높지 않을 것이다. 혈당을 조절하는 기능성 식품은 이 세 가지 효능 중 일부를 가지고 있는 것이 될 수 있다. 이러한 기능을 스크리닝하기 위해서 3가지 단계를 거쳐야 한다. 먼저 시험관에서 또는 세포 실험을 통해서 앞서 언급한 3가지 기능을 가지고 있는 지 여부를 각각 조사한다. 이중에서 효과가 있는 것은 당뇨 동물 모델을 사용하여 in vivo에서 혈당 강하기능과 혈당 강하기전을 조사하는 실험을 한다. 효과가 있는 식품이 우리가 전통적으로 식품으로 섭취해 왔다면 독성 검사를 거쳐야 할 필요가 없지만 한약재이거나 특수 식품의 경우에는 in vivo 실험 전에 GLP 기관에서 반드시 독성 실험을 거쳐 독성 유무를 확인할 필요가 있다. 동물 실험에서 효과적인 것은 인체 실험을 거쳐 혈당 조절 기능성 식품으로 식약청에서 허가를 받을 수 있겠다. 결론적으로 식품에는 항당뇨 특성을 가진 물질들이 함유되어 있는 것들이 상당히 많다. 혈당 조절기능이 있는 기능성 식품으로 개발할 때 고려해야 할 것은 1) 그 양이 혈당 강하 기능성 식품으로 지정받을 수 있을 정도로 충분히 함유되어 있느냐, 2) 혈당을 강하시키는 기전이 단순히 당의 배설을 촉진시켜서 혈당을 저하시키는 것이 아니라, 인슐린 작용을 촉진시키거나, 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 촉진시키거나 탄수화물의 소화 흡수를 억제시킴으로 혈당을 강하시키는 지 등을 파악하는 것이다. 이러한 조건을 만족시키는 식품은 지속적으로 섭취할 때 당뇨병을 예방하거나 진전을 지연시킬 수 있는 혈당조절기능이 있는 기능성 식품으로 개발 가능성이 있겠다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제63권4호
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• pp.934-953
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• 2021

Ciglitazone is a member of the thiazolidinedione family, and specifically binds to peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPARγ), thereby promoting adipocyte differentiation. We hypothesized that ciglitazone as a PPARγ ligand in the absence of an adipocyte differentiation cocktail would increase adiponectin and adipogenic gene expression in bovine satellite cells (BSC). Muscle-derived BSCs were isolated from six, 18-month-old Yanbian Yellow Cattle. The BSC were cultured for 96 h in differentiation medium containing 5 µM ciglitazone (CL), 10 µM ciglitazone (CM), or 20 µM ciglitazone (CH). Control (CON) BSC were cultured only in a differentiation medium (containing 2% horse serum). The presence of myogenin, desmin, and paired box 7 (Pax7) proteins was confirmed in the BSC by immunofluorescence staining. The CL, CM, and CH treatments produced higher concentrations of triacylglycerol and lipid droplet accumulation in myotubes than those of the CON treatment. Ciglitazone treatments significantly increased the relative expression of PPARγ, CCAAT/enhancer-binding protein alpha (C/EBPα), C/EBPβ, fatty acid synthase, stearoyl-CoA desaturase, and perilipin 2. Ciglitazone treatments increased gene expression of Pax3 and Pax7 and decreased expression of myogenic differentiation-1, myogenin, myogenic regulatory factor-5, and myogenin-4 (p < 0.01). Adiponectin concentration caused by ciglitazone treatments was significantly greater than CON (p < 0.01). RNA sequencing showed that 281 differentially expressed genes (DEGs) were found in the treatments of ciglitazone. DEGs gene ontology (GO) analysis showed that the top 10 GO enrichment significantly changed the biological processes such as protein trimerization, negative regulation of cell proliferation, adipocytes differentiation, and cellular response to external stimulus. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway analysis showed that DEGs were involved in the p53 signaling pathway, PPAR signaling pathway, biosynthesis of amino acids, tumor necrosis factor signaling pathway, non-alcoholic fatty liver disease, PI3K-Akt signaling pathway, and Wnt signaling pathway. These results indicate that ciglitazone acts as PPARγ agonist, effectively increases the adiponectin concentration and adipogenic gene expression, and stimulates the conversion of BSC to adipocyte-like cells in the absence of adipocyte differentiation cocktail.

• 생명과학회지
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• 제29권4호
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• pp.447-454
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• 2019

비만은 에너지의 불균형으로 인하여 체내 지방조직에 지방이 축적되는 대사성질환으로 심혈관계 질환, 고혈압, 2형 당뇨, 고지혈증 및 각종 암의 발생 빈도를 증가시키는 요인이다. 지방의 축적은 지방전구세포가 지방세포로 분화하는 과정을 의미하는 adipogenesis라는 과정을 거쳐서 일어난다. 지방세포로의 분화는 다양한 호르몬과 전사인자들의 상호작용에 의해서 일어난다. 본 연구에서는 팔각회향이 항비만 소재로 활용 가능한지 확인하기 위해, 팔각회향 물 추출물을 분획하여 지방축적 억제 활성이 좋은 dichloromethane층을 선정하였다. 3T3-L1 지방전구세포가 성숙한 지방세포로 분화할 때 팔각회향 dichloromethane 층이 어떠한 기전으로 분화를 조절하는지 확인한 결과, 지방세포 분화에서 중요한 전사인자인 C/EBP family, $PPAR{\gamma}$의 발현이 억제되었고, 지방세포 최종 분화 마커로 알려져 있는 FAS 및 LPL의 발현 또한 감소되었다. 또한 G1기에서의 세포주기 정지를 통해 지방세포 분화 단계에서 필수적인 mitotic clonal expansion 단계를 억제한다는 결과를 얻었다. 이러한 연구 결과는 팔각회향이 항비만 효과를 가지는 천연물 소재로의 활용가능성을 보여주는 기초 자료가 될 것으로 사료된다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제12권6호
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• pp.494-502
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• 2018

BACKGROUND/OBJECTIVES: Reducing the number of adipocytes by inducing apoptosis of mature adipocytes as well as suppressing differentiation of preadipocytes plays an important role in preventing obesity. This study examines the anti-adipogenic and pro-apoptotic effect of red pepper seed water extract (RPS) prepared at $4^{\circ}C$ (RPS4) in 3T3-L1 cells. MATERIALS/METHODS: Effect of RPS4 or its fractions on lipid accumulation was determined in 3T3-L1 cells using oil red O (ORO) staining. The expressions of AMP-activated protein kinase (AMPK) and adipogenic associated proteins [peroxisome proliferator-activated receptor-${\gamma}$ ($PPAR-{\gamma}$), CCAAT/enhancer-binding proteins ${\alpha}$ (C/EBP ${\alpha}$), sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c), fatty acid synthase (FAS), and acetyl-CoA carboxylase (ACC)] were measured in 3T3-L1 cells treated with RPS4. Apoptosis and the expression of Akt and Bcl-2 family proteins [B-cell lymphoma 2 (Bcl-2), Bcl-2-associated death promoter (Bad), Bcl-2 like protein 4 (Bax), Bal-2 homologous antagonist/killer (Bak)] were measured in mature 3T3-L1 cells treated with RPS4. RESULTS: Treatment of RPS4 ($0-75{\mu}g/mL$) or its fractions ($0-50{\mu}g/mL$) for 24 h did not have an apparent cytotoxicity on pre and mature 3T3-L1 cells. RPS4 significantly suppressed differentiation and cellular lipid accumulation by increasing the phosphorylation of AMPK and reducing the expression of $PPAR-{\gamma}$, C/EBP ${\alpha}$, SREBP-1c, FAS, and ACC. In addition, all fractions except ethyl acetate fraction significantly suppressed cellular lipid accumulation. RPS4 induced the apoptosis of mature adipocytes by hypophosphorylating Akt, increasing the expression of the pro-apoptotic proteins, Bak, Bax, and Bad, and reducing the expression of the anti-apoptotic proteins, Bcl-2 and p-Bad. CONCLUSIONS: These finding suggest that RPS4 can reduce the numbers as well as the size of adipocytes and might useful for preventing and treating obesity.