[학위논문]붉은덕다리버섯 (Laetiporus sulphureus var. miniatus)과 해양심층수 (deep-sea water)의 항당뇨 및 항비만 활성 연구 : Studies on the anti-diabetic and anti-obesity activities from edible mushroom and deep-sea water원문보기
1. 붉은덕다리버섯의 항당뇨 활성 연구 본 연구에서는 붉은덕다리버섯 균사체를 액체 배양하여 세포외 다당체를 생산하기 위한 배양공정 최적화 연구를 수행하였고, 생산된 다당체의 생리활성을 고찰하기 위해 인슐린분비세포를 이용하였으며, 동물모델을 이용한 항당뇨 실험을 각각 수행하였다. 배양공정 최적화 실험결과, 배양 pH 및 온도는 각각 2와 25℃에서 최대 다당체 생산을 나타내었다. 균사체 생산 및 다당체 생산을 위한 영양원의 최적화 결과, 최적 배지조성은 30 g l-1 maltose, 2 g l-1 soy peptone, 2 mM MnSO4•5H2으로 결정되었다. 최적조건에서 발효조를 이용한 균사체 배양을 수행한 결과, 최대 균사체 생산량은 8.1 g l-1, 다당체 농도는 3.9 g l-1이었다. 균사체 배양을 위한 발효조 형태의 영향을 알아보기 위해 교반조형 발효조 (stirred-tank reactor)와 공기부상형 발효조 (airlift reactor)를 서로 비교한 결과, 교반조형 발효조에서 다당체 생산 효율이 다소 높은 것으로 나타났다. 생산된 다당체의 주성분은 90% 이상 glucose이었으며, 다당체를 분획한 결과, 총 4개의 서로 다른 다당체를 얻었으며, 평균분자량은 0.6~263kDa으로 결정되었다. 인슐린분비세포 (...
1. 붉은덕다리버섯의 항당뇨 활성 연구 본 연구에서는 붉은덕다리버섯 균사체를 액체 배양하여 세포외 다당체를 생산하기 위한 배양공정 최적화 연구를 수행하였고, 생산된 다당체의 생리활성을 고찰하기 위해 인슐린분비세포를 이용하였으며, 동물모델을 이용한 항당뇨 실험을 각각 수행하였다. 배양공정 최적화 실험결과, 배양 pH 및 온도는 각각 2와 25℃에서 최대 다당체 생산을 나타내었다. 균사체 생산 및 다당체 생산을 위한 영양원의 최적화 결과, 최적 배지조성은 30 g l-1 maltose, 2 g l-1 soy peptone, 2 mM MnSO4•5H2으로 결정되었다. 최적조건에서 발효조를 이용한 균사체 배양을 수행한 결과, 최대 균사체 생산량은 8.1 g l-1, 다당체 농도는 3.9 g l-1이었다. 균사체 배양을 위한 발효조 형태의 영향을 알아보기 위해 교반조형 발효조 (stirred-tank reactor)와 공기부상형 발효조 (airlift reactor)를 서로 비교한 결과, 교반조형 발효조에서 다당체 생산 효율이 다소 높은 것으로 나타났다. 생산된 다당체의 주성분은 90% 이상 glucose이었으며, 다당체를 분획한 결과, 총 4개의 서로 다른 다당체를 얻었으며, 평균분자량은 0.6~263kDa으로 결정되었다. 인슐린분비세포 (RINm5F)를 이용한 in vitro 실험결과, 인슐린분비세포의 세포증식과 인슐린 분비량이 다당체 처리농도 (0.5, 1, 2 mg ml-1)에 비례하여 증가하였다. 그리고 세포에 streptozotocin (STZ)처리 전후 다당체의 세포 보호효과를 확인 한 결과, 다당체를 먼저 투여 한 후 STZ를 처리 했을 때 세포증식이 더 증가하였다. STZ로 유도된 당뇨 쥐에 대한 항당뇨 실험결과, 실험동물 체중 (kg)당 200mg의 버섯 다당체를 당뇨 유발쥐에게 구강투여한 결과, 혈당 수치가 투여 14일 후 대조군의 43.5% 수준으로 뛰어난 혈당강하가 입증되었다. 포도당 부하시험 (OGTT) 결과에서도 다당체 투여군에서 급격한 혈당강하가 일어났으며 180분에는 대조군에 비해 46.2% 혈당이 감소하였다. 또한 혈액 내의 콜레스테롤, 중성 지방을 측정한 결과, 다당체 처리군은 거의 정상수준에 가까운 수치로 나타났다. 췌장의 항산화효소들 (iNOS, SOD2, catalase, GPx)의 발현량을 western blotting방법으로 확인한 결과, 다당체 처리군에서 이들 효소가 대조군에 비해 정상수준으로 복구된 것으로 보아 다당체가 당뇨유발쥐에서 ROS 감소에 의한 β-cell 복구에 일부 기여한 것으로 판단되었다. 2. 해양심층수의 항비만 및 항당뇨 활성 연구 해양심층수의 생리활성을 확인하기 위해 지방세포 (3T3-L1)에 경도별로 처리한 결과, 경도가 증가할수록 지방세포분화와 지방축적이 억제되었다. 지방세포분화에 관여하는 대표적인 유전자인 PPARγ와 C/EBPα의 발현량을 RT-PCR로 확인 결과, 해양심층수의 경도가 증가할수록 발현량이 감소되었다. 그리고 지방세포분화시 주요 마커 단백질인 adiponectin과 FABP의 발현량을 비교 분석한 결과, 이들 단백질의 발현이 처리경도에 따라 감소된 것으로 나타났다. 해양심층수의 항비만 및 항당뇨 효능검증을 위해 12주간 해양심층 수를 ob/ob 마우스에 자유식이 한 결과, 7%의 체중감소 및 35.4% 혈당치 감소 효과가 관찰되었다. 포도당 부하 실험 (OGTT) 결과, 대조군에 비해 약 14%의 혈당이 감소되었으며, 혈액분석 결과, 처리군에서 콜레스테롤과 중성지방 수치가 낮게 나타났다. 한편, 혈액 단백질 분석 결과, adiponectin의 발현량은 증가하였으며, 비만과 인슐린저항성에 관계되는 FABP, RBP4, resistin의 발현량은 줄어들었다. 그리고 지방세포의 주요 단백질을 분석한 결과 지방세포 분화과정에서 발현되는 adiponectin과 PPARγ의 발현량은 감소하였으며, 포도당과 지방대사를 조절하는 AMPK는 활성화되어 높게 나타났다. 또한, 비만상태에서 활성도가 낮은 근육조직의 AMPK와 GLUT4는 발현량이 해양 심층수 처리 후 증가하였다. 이러한 비만과 당뇨병 관련 단백질들의 발현제어 결과로부터 해양심층수가 지방세포의 분화를 억제시키며 ob/ob 마우스의 체중감소 및 혈당강하 효과를 나타낸 것으로 추정된다.
1. 붉은덕다리버섯의 항당뇨 활성 연구 본 연구에서는 붉은덕다리버섯 균사체를 액체 배양하여 세포외 다당체를 생산하기 위한 배양공정 최적화 연구를 수행하였고, 생산된 다당체의 생리활성을 고찰하기 위해 인슐린분비세포를 이용하였으며, 동물모델을 이용한 항당뇨 실험을 각각 수행하였다. 배양공정 최적화 실험결과, 배양 pH 및 온도는 각각 2와 25℃에서 최대 다당체 생산을 나타내었다. 균사체 생산 및 다당체 생산을 위한 영양원의 최적화 결과, 최적 배지조성은 30 g l-1 maltose, 2 g l-1 soy peptone, 2 mM MnSO4•5H2으로 결정되었다. 최적조건에서 발효조를 이용한 균사체 배양을 수행한 결과, 최대 균사체 생산량은 8.1 g l-1, 다당체 농도는 3.9 g l-1이었다. 균사체 배양을 위한 발효조 형태의 영향을 알아보기 위해 교반조형 발효조 (stirred-tank reactor)와 공기부상형 발효조 (airlift reactor)를 서로 비교한 결과, 교반조형 발효조에서 다당체 생산 효율이 다소 높은 것으로 나타났다. 생산된 다당체의 주성분은 90% 이상 glucose이었으며, 다당체를 분획한 결과, 총 4개의 서로 다른 다당체를 얻었으며, 평균분자량은 0.6~263kDa으로 결정되었다. 인슐린분비세포 (RINm5F)를 이용한 in vitro 실험결과, 인슐린분비세포의 세포증식과 인슐린 분비량이 다당체 처리농도 (0.5, 1, 2 mg ml-1)에 비례하여 증가하였다. 그리고 세포에 streptozotocin (STZ)처리 전후 다당체의 세포 보호효과를 확인 한 결과, 다당체를 먼저 투여 한 후 STZ를 처리 했을 때 세포증식이 더 증가하였다. STZ로 유도된 당뇨 쥐에 대한 항당뇨 실험결과, 실험동물 체중 (kg)당 200mg의 버섯 다당체를 당뇨 유발쥐에게 구강투여한 결과, 혈당 수치가 투여 14일 후 대조군의 43.5% 수준으로 뛰어난 혈당강하가 입증되었다. 포도당 부하시험 (OGTT) 결과에서도 다당체 투여군에서 급격한 혈당강하가 일어났으며 180분에는 대조군에 비해 46.2% 혈당이 감소하였다. 또한 혈액 내의 콜레스테롤, 중성 지방을 측정한 결과, 다당체 처리군은 거의 정상수준에 가까운 수치로 나타났다. 췌장의 항산화효소들 (iNOS, SOD2, catalase, GPx)의 발현량을 western blotting방법으로 확인한 결과, 다당체 처리군에서 이들 효소가 대조군에 비해 정상수준으로 복구된 것으로 보아 다당체가 당뇨유발쥐에서 ROS 감소에 의한 β-cell 복구에 일부 기여한 것으로 판단되었다. 2. 해양심층수의 항비만 및 항당뇨 활성 연구 해양심층수의 생리활성을 확인하기 위해 지방세포 (3T3-L1)에 경도별로 처리한 결과, 경도가 증가할수록 지방세포분화와 지방축적이 억제되었다. 지방세포분화에 관여하는 대표적인 유전자인 PPARγ와 C/EBPα의 발현량을 RT-PCR로 확인 결과, 해양심층수의 경도가 증가할수록 발현량이 감소되었다. 그리고 지방세포분화시 주요 마커 단백질인 adiponectin과 FABP의 발현량을 비교 분석한 결과, 이들 단백질의 발현이 처리경도에 따라 감소된 것으로 나타났다. 해양심층수의 항비만 및 항당뇨 효능검증을 위해 12주간 해양심층 수를 ob/ob 마우스에 자유식이 한 결과, 7%의 체중감소 및 35.4% 혈당치 감소 효과가 관찰되었다. 포도당 부하 실험 (OGTT) 결과, 대조군에 비해 약 14%의 혈당이 감소되었으며, 혈액분석 결과, 처리군에서 콜레스테롤과 중성지방 수치가 낮게 나타났다. 한편, 혈액 단백질 분석 결과, adiponectin의 발현량은 증가하였으며, 비만과 인슐린저항성에 관계되는 FABP, RBP4, resistin의 발현량은 줄어들었다. 그리고 지방세포의 주요 단백질을 분석한 결과 지방세포 분화과정에서 발현되는 adiponectin과 PPARγ의 발현량은 감소하였으며, 포도당과 지방대사를 조절하는 AMPK는 활성화되어 높게 나타났다. 또한, 비만상태에서 활성도가 낮은 근육조직의 AMPK와 GLUT4는 발현량이 해양 심층수 처리 후 증가하였다. 이러한 비만과 당뇨병 관련 단백질들의 발현제어 결과로부터 해양심층수가 지방세포의 분화를 억제시키며 ob/ob 마우스의 체중감소 및 혈당강하 효과를 나타낸 것으로 추정된다.
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