노화란 시간에 따른 점진적인 생리적 기능의 감소를 말한다. 이의 주요 원인은 산화 스트레스이므로, 산화 스트레스에 대한 저항성을 강화시키는 것은 노화 과정을 지연시킴에 있어 무엇보다도 중요하다. MnSOD 와 catalase는 antioxidant system내에서 중요한 역할을 하는 효소이며, 이는 Forkhead transcription factor O (FOXO)라고 하는 전사인자에 의해 조절된다. FOXO의 활성은 인슐린에 의해 활성화되는 ...
노화란 시간에 따른 점진적인 생리적 기능의 감소를 말한다. 이의 주요 원인은 산화 스트레스이므로, 산화 스트레스에 대한 저항성을 강화시키는 것은 노화 과정을 지연시킴에 있어 무엇보다도 중요하다. MnSOD 와 catalase는 antioxidant system내에서 중요한 역할을 하는 효소이며, 이는 Forkhead transcription factor O (FOXO)라고 하는 전사인자에 의해 조절된다. FOXO의 활성은 인슐린에 의해 활성화되는 PI3K/Akt 신호전달경로를 통해 조절된다. 나이에 따라 증가하는 인슐린 농도는 인슐린 저항성과 관련이 있는데, 인슐린 저항성이란, 골격근, 지방조직, 간과 같은 인슐린-민감성 조직에서 인슐린에 대한 생리적 반응이 감소하는 것을 뜻하며, 인슐린 저항성에 기여하는 인자들은 나이에 따라 증가한다. 본 연구에서는 노화과정에서 ferulate가 PI3K/Akt/FOXO 신화전달 경로와 이에 따른 MnSOD, catalase 발현의 조절에 미치는 영향을 살펴보았다. 나이에 따른 FOXO 활성과 이들의 조절기전의 변화에 ferulate가 미치는 영향을 살펴보기 위하여, 노화한 쥐에게ferulate를 사료에 섞어 3 또는 6 mg/kg/day로 10일 동안 경구투여한 모델 동물을 사용하였다. FOXO 활성은 세포내의 위치와 인산화에 의해 결정되는데, 이는 노화 과정에서 감소함을 보였으며, ferulate에 의해 다시 증가함을 관찰하였다. 그 결과, 노화과정에서 감소하는MnSOD와 catalase의 발현이 다시 유도되었다. p-IRS1, p-PDK1, p-PTEN, p-Akt를 포함하는 PI3K/Akt 경로는 ferulate를 경구투여할 경우 변화함을 관찰하였으며, 이러한 신호전달경로가 활성화되는 것은 노화과정에 따른 혈중 인슐린 농도의 증가와 밀접한 관련이 있다고 생각된다. Ferulate를 경구투여한 노화쥐는 일반식이를 한 노화쥐에 비해 인슐린-민감성 조직에서의 인슐린 저항성이 개선되었으며, 이는 혈중 인슐린 농도의 저하를 야기하였다. 이는 혈중 포도당 농도뿐 만 아니라, 혈중의 유리지방산 농도의 변화와도 일맥 상통한다. 결론적으로, 본 연구는 ferulate에 의해 노화과정에서 변하는 FOXO의 전사활성의 향상과 이에 따른 MnSOD와 catalase의 발현 조절을 규명하였으며, 이는 인슐린-민감성 조직에서의 인슐린 저항성 향상과 인슐린 농도의 저하, 그리고 이로 인한 PI3K/Akt신호 전달 경로의 억제로 인한 것임을 밝혔다, 나아가 본 연구 결과는 ferulate에 의해서 생체의 노화가 지연될 수 있으며, 인슐린 sensitizer로의 가능성을 시사하는 바이다.
노화란 시간에 따른 점진적인 생리적 기능의 감소를 말한다. 이의 주요 원인은 산화 스트레스이므로, 산화 스트레스에 대한 저항성을 강화시키는 것은 노화 과정을 지연시킴에 있어 무엇보다도 중요하다. MnSOD 와 catalase는 antioxidant system내에서 중요한 역할을 하는 효소이며, 이는 Forkhead transcription factor O (FOXO)라고 하는 전사인자에 의해 조절된다. FOXO의 활성은 인슐린에 의해 활성화되는 PI3K/Akt 신호전달경로를 통해 조절된다. 나이에 따라 증가하는 인슐린 농도는 인슐린 저항성과 관련이 있는데, 인슐린 저항성이란, 골격근, 지방조직, 간과 같은 인슐린-민감성 조직에서 인슐린에 대한 생리적 반응이 감소하는 것을 뜻하며, 인슐린 저항성에 기여하는 인자들은 나이에 따라 증가한다. 본 연구에서는 노화과정에서 ferulate가 PI3K/Akt/FOXO 신화전달 경로와 이에 따른 MnSOD, catalase 발현의 조절에 미치는 영향을 살펴보았다. 나이에 따른 FOXO 활성과 이들의 조절기전의 변화에 ferulate가 미치는 영향을 살펴보기 위하여, 노화한 쥐에게ferulate를 사료에 섞어 3 또는 6 mg/kg/day로 10일 동안 경구투여한 모델 동물을 사용하였다. FOXO 활성은 세포내의 위치와 인산화에 의해 결정되는데, 이는 노화 과정에서 감소함을 보였으며, ferulate에 의해 다시 증가함을 관찰하였다. 그 결과, 노화과정에서 감소하는MnSOD와 catalase의 발현이 다시 유도되었다. p-IRS1, p-PDK1, p-PTEN, p-Akt를 포함하는 PI3K/Akt 경로는 ferulate를 경구투여할 경우 변화함을 관찰하였으며, 이러한 신호전달경로가 활성화되는 것은 노화과정에 따른 혈중 인슐린 농도의 증가와 밀접한 관련이 있다고 생각된다. Ferulate를 경구투여한 노화쥐는 일반식이를 한 노화쥐에 비해 인슐린-민감성 조직에서의 인슐린 저항성이 개선되었으며, 이는 혈중 인슐린 농도의 저하를 야기하였다. 이는 혈중 포도당 농도뿐 만 아니라, 혈중의 유리지방산 농도의 변화와도 일맥 상통한다. 결론적으로, 본 연구는 ferulate에 의해 노화과정에서 변하는 FOXO의 전사활성의 향상과 이에 따른 MnSOD와 catalase의 발현 조절을 규명하였으며, 이는 인슐린-민감성 조직에서의 인슐린 저항성 향상과 인슐린 농도의 저하, 그리고 이로 인한 PI3K/Akt신호 전달 경로의 억제로 인한 것임을 밝혔다, 나아가 본 연구 결과는 ferulate에 의해서 생체의 노화가 지연될 수 있으며, 인슐린 sensitizer로의 가능성을 시사하는 바이다.
Aging process is a progressive and physiological deterioration of an organism with time. One of major causes of aging is oxidative stress and thereby increased resistance to oxidative stress may improve longevity. Forkhead transcription factor O (FOXO) contributes to the expressions of manganese sup...
Aging process is a progressive and physiological deterioration of an organism with time. One of major causes of aging is oxidative stress and thereby increased resistance to oxidative stress may improve longevity. Forkhead transcription factor O (FOXO) contributes to the expressions of manganese superoxide dismutase (MnSOD) and catalase, which are important enzymes in antioxidant system. FOXO is negatively regulated by PI3K/Akt signaling pathway stimulated by insulin. Age-dependent increase of insulin levels is associated with insulin resistance. Insulin resistance is characterized by an impaired physiological response to insulin in insulin-sensitive organs such as skeletal muscle, adipose tissue, and liver. The factors that contribute to insulin resistance could increase during aging. In the present study, it was investigated whether ferulate modulated MnSOD and catalase expressions through PI3K/Akt/FOXO signaling during aging. To investigate effects of ferulate on FOXO activity and its regulators with age, aged rats were fed a diet containing ferulate at dose of 3 or 6 mg/Kg/day for 10 days. FOXO activity was decreased in aged rats and stimulated by ferulate. It resulted in the induction of MnSOD and catalase expressions in aging process. PI3K/Akt pathway including p-IRS1, p-PDK-1, p-PTEN, and p-Akt was modulated in ferulate-fed old rats. Induction of PI3K/Akt signaling pathway resulted from age-related increase of insulin levels. In ferulate-fed old rats, the insulin sensitivity in insulin-sensitive organs was improved with the consequence that decreased level of insulin. The amelioration of insulin sensitivity in ferulate-fed old rats was supported by not only decreased glucose levels but also reduced free fatty acid levels. In conclusion, ferulate may have the effect on FOXO transcriptional activity which is response to the expressions of MnSOD and catalase and the inhibition of PI3K/Akt activity through the reduction of insulin levels accompanied with the improvement of insulin sensitivity in insulin-sensitive organs in the aged rats. Significance of the present study is the finding of ferulate for the potential application as an anti-aging agent and also an insulin sensitizer.
Aging process is a progressive and physiological deterioration of an organism with time. One of major causes of aging is oxidative stress and thereby increased resistance to oxidative stress may improve longevity. Forkhead transcription factor O (FOXO) contributes to the expressions of manganese superoxide dismutase (MnSOD) and catalase, which are important enzymes in antioxidant system. FOXO is negatively regulated by PI3K/Akt signaling pathway stimulated by insulin. Age-dependent increase of insulin levels is associated with insulin resistance. Insulin resistance is characterized by an impaired physiological response to insulin in insulin-sensitive organs such as skeletal muscle, adipose tissue, and liver. The factors that contribute to insulin resistance could increase during aging. In the present study, it was investigated whether ferulate modulated MnSOD and catalase expressions through PI3K/Akt/FOXO signaling during aging. To investigate effects of ferulate on FOXO activity and its regulators with age, aged rats were fed a diet containing ferulate at dose of 3 or 6 mg/Kg/day for 10 days. FOXO activity was decreased in aged rats and stimulated by ferulate. It resulted in the induction of MnSOD and catalase expressions in aging process. PI3K/Akt pathway including p-IRS1, p-PDK-1, p-PTEN, and p-Akt was modulated in ferulate-fed old rats. Induction of PI3K/Akt signaling pathway resulted from age-related increase of insulin levels. In ferulate-fed old rats, the insulin sensitivity in insulin-sensitive organs was improved with the consequence that decreased level of insulin. The amelioration of insulin sensitivity in ferulate-fed old rats was supported by not only decreased glucose levels but also reduced free fatty acid levels. In conclusion, ferulate may have the effect on FOXO transcriptional activity which is response to the expressions of MnSOD and catalase and the inhibition of PI3K/Akt activity through the reduction of insulin levels accompanied with the improvement of insulin sensitivity in insulin-sensitive organs in the aged rats. Significance of the present study is the finding of ferulate for the potential application as an anti-aging agent and also an insulin sensitizer.
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