당뇨병은 대사성 질환으로서 고혈당을 특징으로 하며 췌장에서 인슐린 분비가 부족하거나 인슐린에 대한 감수성이 떨어져 탄수화물 대사에 이상이 생기는 질환이다. 최근 음식의 서구화와 더불어 비만 환자가 급증하면서 제 2형 당뇨병이 급증하는 추세가 사회적인 문제로 대두되고 있는데 통계에 의하면 1995년부터 2025년 사이 30년간 선진국의 경우 27%, 중진국의 경우 48% 당뇨 환자가 늘어날 것으로 보고 있다. 오늘날까지 수많은 민속 의약들이 당뇨 치료 목적으로 사용되어 왔으며 최근 한 보고에 의하면 이들 중 80% 이상이 항 당뇨 활성을 가지고 있다고 주장하고 있다. 그럼에도 불구하고 이제까지 식물에서 유래된 당뇨치료제는 라일락으로부터 분리된 metformin이 유일하며 항 당뇨 효과가 있다고 알려진 다른 식물들은 아직 당뇨 치료제 후보로 남아있는 실정이다. 이러한 측면에서 ...
당뇨병은 대사성 질환으로서 고혈당을 특징으로 하며 췌장에서 인슐린 분비가 부족하거나 인슐린에 대한 감수성이 떨어져 탄수화물 대사에 이상이 생기는 질환이다. 최근 음식의 서구화와 더불어 비만 환자가 급증하면서 제 2형 당뇨병이 급증하는 추세가 사회적인 문제로 대두되고 있는데 통계에 의하면 1995년부터 2025년 사이 30년간 선진국의 경우 27%, 중진국의 경우 48% 당뇨 환자가 늘어날 것으로 보고 있다. 오늘날까지 수많은 민속 의약들이 당뇨 치료 목적으로 사용되어 왔으며 최근 한 보고에 의하면 이들 중 80% 이상이 항 당뇨 활성을 가지고 있다고 주장하고 있다. 그럼에도 불구하고 이제까지 식물에서 유래된 당뇨치료제는 라일락으로부터 분리된 metformin이 유일하며 항 당뇨 효과가 있다고 알려진 다른 식물들은 아직 당뇨 치료제 후보로 남아있는 실정이다. 이러한 측면에서 약용식물 중의 하나인 인삼의 항 당뇨 활성에 관심을 갖게 되었다. 그 중 인삼의 추출물인 ginsenoside의 항 당뇨 활성은 임상적 측면과 동물, 세포 상에서 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 각 성분의 항 당뇨 활성과 그 작용 기전은 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 그 중 Rg1은 진세노사이드 중 가장 약리학적 활성이 뛰어난 성분 중의 하나이다. Rg1은 주로 학습 능력 개선, 항피로 등 주로 중추 신경계와 관련된 연구에 집중되었으나 최근에는 장내 상피 세포와 지방세포에 있어 항당뇨 활성이 있다는 보고가 되어있다. 본 연구의 주된 표적 분자인 AMPK는 serine/threonine protein kinase로서 세포내에 에너지를 감지하는 metabolic master switch로 간주되고 있다. AMPK는 운동, 근 수축 등을 포함한 물리적 자극과 adiponectin과 leptin 과 같은 호르몬 그리고 stress, glucose deprivation, hypoxia, oxidative stress에 의해 활성화된다고 보고되어 있다. AMPK가 활성화되면 gluconeogenesis와 lipogenesis를 억제하고 반면에 fatty acidoxidation, lipolysis는 증가시킨다. 최근에 다양한 AMPK의 기능이 보고되고 있으며 특히 당뇨, 비만 등의 대사 질환의 주된 표적 분자로 그 중요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 Rg1의 간에 있어 항당뇨 효과를 확인하고 그 기전을 AMPK와 관련하여 설명하고자 하였다. 연구 결과, Rg1은 HepG2 세포 주에서 당 생성을 억제하는 효과가 있었으며 western blot을 통해 그 기전이 LKB1-AMPK-FoxO의 일련의 신호전달 과정에 의한 것임을 알 수 있었다. 또 한 AMPK의 경쟁적 저해제인 compound C와 Rg1을 세포에 같이 처리하였을 때 Rg1의 당 생성 억제 효과가 사라짐을 확인함으로써 AMPK의 인산화 정도에 따라 조절됨을 확인하였다. 이는 AMPK가 HepG2 세포 주에서 Rg1의 당 생성 억제 효과에 중요한 매개자로써 역할을 한다는 것을 의미한다.
당뇨병은 대사성 질환으로서 고혈당을 특징으로 하며 췌장에서 인슐린 분비가 부족하거나 인슐린에 대한 감수성이 떨어져 탄수화물 대사에 이상이 생기는 질환이다. 최근 음식의 서구화와 더불어 비만 환자가 급증하면서 제 2형 당뇨병이 급증하는 추세가 사회적인 문제로 대두되고 있는데 통계에 의하면 1995년부터 2025년 사이 30년간 선진국의 경우 27%, 중진국의 경우 48% 당뇨 환자가 늘어날 것으로 보고 있다. 오늘날까지 수많은 민속 의약들이 당뇨 치료 목적으로 사용되어 왔으며 최근 한 보고에 의하면 이들 중 80% 이상이 항 당뇨 활성을 가지고 있다고 주장하고 있다. 그럼에도 불구하고 이제까지 식물에서 유래된 당뇨치료제는 라일락으로부터 분리된 metformin이 유일하며 항 당뇨 효과가 있다고 알려진 다른 식물들은 아직 당뇨 치료제 후보로 남아있는 실정이다. 이러한 측면에서 약용식물 중의 하나인 인삼의 항 당뇨 활성에 관심을 갖게 되었다. 그 중 인삼의 추출물인 ginsenoside의 항 당뇨 활성은 임상적 측면과 동물, 세포 상에서 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 각 성분의 항 당뇨 활성과 그 작용 기전은 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 그 중 Rg1은 진세노사이드 중 가장 약리학적 활성이 뛰어난 성분 중의 하나이다. Rg1은 주로 학습 능력 개선, 항피로 등 주로 중추 신경계와 관련된 연구에 집중되었으나 최근에는 장내 상피 세포와 지방세포에 있어 항당뇨 활성이 있다는 보고가 되어있다. 본 연구의 주된 표적 분자인 AMPK는 serine/threonine protein kinase로서 세포내에 에너지를 감지하는 metabolic master switch로 간주되고 있다. AMPK는 운동, 근 수축 등을 포함한 물리적 자극과 adiponectin과 leptin 과 같은 호르몬 그리고 stress, glucose deprivation, hypoxia, oxidative stress에 의해 활성화된다고 보고되어 있다. AMPK가 활성화되면 gluconeogenesis와 lipogenesis를 억제하고 반면에 fatty acid oxidation, lipolysis는 증가시킨다. 최근에 다양한 AMPK의 기능이 보고되고 있으며 특히 당뇨, 비만 등의 대사 질환의 주된 표적 분자로 그 중요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 Rg1의 간에 있어 항당뇨 효과를 확인하고 그 기전을 AMPK와 관련하여 설명하고자 하였다. 연구 결과, Rg1은 HepG2 세포 주에서 당 생성을 억제하는 효과가 있었으며 western blot을 통해 그 기전이 LKB1-AMPK-FoxO의 일련의 신호전달 과정에 의한 것임을 알 수 있었다. 또 한 AMPK의 경쟁적 저해제인 compound C와 Rg1을 세포에 같이 처리하였을 때 Rg1의 당 생성 억제 효과가 사라짐을 확인함으로써 AMPK의 인산화 정도에 따라 조절됨을 확인하였다. 이는 AMPK가 HepG2 세포 주에서 Rg1의 당 생성 억제 효과에 중요한 매개자로써 역할을 한다는 것을 의미한다.
Panax ginseng is known to have anti-diabetic activity, but the active ingredients are not yet fully identified. In this study, we found the inhibitory effect of Rg1on hepatic glucose production through AMP-activated protein kinase (AMPK) activation in HepG2 cells. Rg1 significantly inhibited hepatic...
Panax ginseng is known to have anti-diabetic activity, but the active ingredients are not yet fully identified. In this study, we found the inhibitory effect of Rg1on hepatic glucose production through AMP-activated protein kinase (AMPK) activation in HepG2 cells. Rg1 significantly inhibited hepatic glucose production in a concentration -dependent manner, and this effect was reversed in the presence of compound C, a selective AMPK inhibitor. In addition, Rg1 markedly induced the phosphorylations of LKB1, AMPK and forkhead box class O1 (FoxO1), a key transcription factor for gluconeogenic enzymes, in time- and concentration-dependent manners. Glucose-6- phosphatase (G6Pase) and phosphoenol pyruvate carboxykinase (PEPCK) activities were inhibited by 24% and 21%, respectively, when the cells were exposed to 40 μM of Rg1, resulting from phosphorylation of FoxO1 and inhibition of gluconeogenic gene expression. Taken together, our results demonstrated the suppressive effect of Rg1 on hepatic glucose production via LKB1-AMPK-FoxO1 pathway in HepG2 human hepatoma cells.
Panax ginseng is known to have anti-diabetic activity, but the active ingredients are not yet fully identified. In this study, we found the inhibitory effect of Rg1on hepatic glucose production through AMP-activated protein kinase (AMPK) activation in HepG2 cells. Rg1 significantly inhibited hepatic glucose production in a concentration -dependent manner, and this effect was reversed in the presence of compound C, a selective AMPK inhibitor. In addition, Rg1 markedly induced the phosphorylations of LKB1, AMPK and forkhead box class O1 (FoxO1), a key transcription factor for gluconeogenic enzymes, in time- and concentration-dependent manners. Glucose-6- phosphatase (G6Pase) and phosphoenol pyruvate carboxykinase (PEPCK) activities were inhibited by 24% and 21%, respectively, when the cells were exposed to 40 μM of Rg1, resulting from phosphorylation of FoxO1 and inhibition of gluconeogenic gene expression. Taken together, our results demonstrated the suppressive effect of Rg1 on hepatic glucose production via LKB1-AMPK-FoxO1 pathway in HepG2 human hepatoma cells.
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