서구화된 생활 습관 및 비만인구의 증가로 인해 국내 외 당뇨병 유병율은 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 당뇨 개선 약물 치료제로 혈당 강하제와 인슐린 제제가 사용되어지고 있으나, 이러한 약물을 장기간 복용할 시, 부작용과 내성이 동반된다고 보고되고 있다. 이에 따라 천연물질로부터 항당뇨 효능을 가지는 약리물질을 탐색하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 동의보감 및 본초강목, 신약본초과 같은 한방학적 고문헌에 따르면, 다슬기는 소갈증(당뇨) 개선에 효능이 있다고 보고되었다. 이에 본 연구에서는 다슬기 열수추출물 및 ...
서구화된 생활 습관 및 비만인구의 증가로 인해 국내 외 당뇨병 유병율은 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 당뇨 개선 약물 치료제로 혈당 강하제와 인슐린 제제가 사용되어지고 있으나, 이러한 약물을 장기간 복용할 시, 부작용과 내성이 동반된다고 보고되고 있다. 이에 따라 천연물질로부터 항당뇨 효능을 가지는 약리물질을 탐색하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 동의보감 및 본초강목, 신약본초과 같은 한방학적 고문헌에 따르면, 다슬기는 소갈증(당뇨) 개선에 효능이 있다고 보고되었다. 이에 본 연구에서는 다슬기 열수추출물 및 효소가수분해물의 항당뇨 활성을 탐색하고, 그 기작을 규명함으로써 당뇨 예방 기능성 식품소재로서의 이용가능성을 제시하고자 하였다. 다슬기의 생리활성 단백질 및 펩타이드 추출을 위해, 다슬기 열수추출물 (100℃, 25 h) 및 50℃에서 각각 0, 2, 4, 6, 8, 10 h 추출한 다슬기 효소가수분해물 AlcalaseⓇ (SCA), ProtamexⓇ (SCP), AlcalaseⓇ + ProtamexⓇ（SCAP)을 제조하여 사용하였다. 다슬기 열수추출물 및 효소가수분해물(SCA, SCP, SCAP)의 가수분해수율, 단백질 함량, 항산화능, PTP1B (Protein-tyrosine phosphatase 1B) 저해능을 종합적으로 평가한 결과, 10 h 가수분해 조건의 SCP (SCP10)를 최적조건으로 결정하였다. 이후 SCP10의 활성물질을 농축하기 위해서 ethanol에서 침전분리하여 PTP1B 저해활성을 비교한 결과, 에탄올 침전물 획분인 SCEP10 (IC50, 17.70 ± 0.66 μg/ml)에서 주요활성이 농축됨을 확인하였다. Mouse 유래 근육세포인 C2C12에서 SCP10 및 SCEP10의 항당뇨 활성은 glucose uptake 및 glucose utilization을 통해 확인하였다. C2C12 cell에서 SCP10 및 SCEP10 (1000 μg/ml) 처리 군은 palmitic acid로 인해 인슐린 저항성이 유도된 그룹(120.0.%)에 비해 233.0%, 212.2% 수준으로 glucose uptake가 회복됨을 확인하였다. Glucose utilization은 시료 무처리군(90.4%)에 비해 SCP10 및 SCEP10 (1000 μg/ml) 처리 시, 각각 117.0%, 108.6%의 glucose utilization을 보였으며, 이는 1 μM 인슐린 처리군(124.8%)과 유사한 수준임을 확인하였다. 이러한 SCP10 및 SCEP10의 항당뇨 활성기작을 규명하고자, 대표적인 혈당 대사경로로 알려진, insulin receptor (IR), phosphoinositide 3-kinase (PI3K), protein kinase B (Akt) 경로의 주요 분자인 insulin receptor substrate-1 (IRS-1), glucose transporter 4 (GLUT4)의 mRNA 발현 및 p-IR, p-Akt의 단백질 발현을 확인하고, mitogenic pathway의 주요 분자인 p42/44 mitogen-activated protein kinase (p42/44 MAPK)의 단백질 발현 관계를 종합적으로 분석하여, 향후 당뇨 예방 건강식품 또는 치료제 개발을 위한 소재로서의 이용가능성을 평가하였다.
서구화된 생활 습관 및 비만인구의 증가로 인해 국내 외 당뇨병 유병율은 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 당뇨 개선 약물 치료제로 혈당 강하제와 인슐린 제제가 사용되어지고 있으나, 이러한 약물을 장기간 복용할 시, 부작용과 내성이 동반된다고 보고되고 있다. 이에 따라 천연물질로부터 항당뇨 효능을 가지는 약리물질을 탐색하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 동의보감 및 본초강목, 신약본초과 같은 한방학적 고문헌에 따르면, 다슬기는 소갈증(당뇨) 개선에 효능이 있다고 보고되었다. 이에 본 연구에서는 다슬기 열수추출물 및 효소가수분해물의 항당뇨 활성을 탐색하고, 그 기작을 규명함으로써 당뇨 예방 기능성 식품소재로서의 이용가능성을 제시하고자 하였다. 다슬기의 생리활성 단백질 및 펩타이드 추출을 위해, 다슬기 열수추출물 (100℃, 25 h) 및 50℃에서 각각 0, 2, 4, 6, 8, 10 h 추출한 다슬기 효소가수분해물 AlcalaseⓇ (SCA), ProtamexⓇ (SCP), AlcalaseⓇ + ProtamexⓇ（SCAP)을 제조하여 사용하였다. 다슬기 열수추출물 및 효소가수분해물(SCA, SCP, SCAP)의 가수분해수율, 단백질 함량, 항산화능, PTP1B (Protein-tyrosine phosphatase 1B) 저해능을 종합적으로 평가한 결과, 10 h 가수분해 조건의 SCP (SCP10)를 최적조건으로 결정하였다. 이후 SCP10의 활성물질을 농축하기 위해서 ethanol에서 침전분리하여 PTP1B 저해활성을 비교한 결과, 에탄올 침전물 획분인 SCEP10 (IC50, 17.70 ± 0.66 μg/ml)에서 주요활성이 농축됨을 확인하였다. Mouse 유래 근육세포인 C2C12에서 SCP10 및 SCEP10의 항당뇨 활성은 glucose uptake 및 glucose utilization을 통해 확인하였다. C2C12 cell에서 SCP10 및 SCEP10 (1000 μg/ml) 처리 군은 palmitic acid로 인해 인슐린 저항성이 유도된 그룹(120.0.%)에 비해 233.0%, 212.2% 수준으로 glucose uptake가 회복됨을 확인하였다. Glucose utilization은 시료 무처리군(90.4%)에 비해 SCP10 및 SCEP10 (1000 μg/ml) 처리 시, 각각 117.0%, 108.6%의 glucose utilization을 보였으며, 이는 1 μM 인슐린 처리군(124.8%)과 유사한 수준임을 확인하였다. 이러한 SCP10 및 SCEP10의 항당뇨 활성기작을 규명하고자, 대표적인 혈당 대사경로로 알려진, insulin receptor (IR), phosphoinositide 3-kinase (PI3K), protein kinase B (Akt) 경로의 주요 분자인 insulin receptor substrate-1 (IRS-1), glucose transporter 4 (GLUT4)의 mRNA 발현 및 p-IR, p-Akt의 단백질 발현을 확인하고, mitogenic pathway의 주요 분자인 p42/44 mitogen-activated protein kinase (p42/44 MAPK)의 단백질 발현 관계를 종합적으로 분석하여, 향후 당뇨 예방 건강식품 또는 치료제 개발을 위한 소재로서의 이용가능성을 평가하였다.
Semisulcospira coreana (SC), the freshwater snail known in Korea for its traditional health benefits, is thought to improve and restore liver function in liver diseases and to improve conditions such as diabetes, constipation, and anemia. In this study, we determined the anti-diabetic effects of SC ...
Semisulcospira coreana (SC), the freshwater snail known in Korea for its traditional health benefits, is thought to improve and restore liver function in liver diseases and to improve conditions such as diabetes, constipation, and anemia. In this study, we determined the anti-diabetic effects of SC by investigating its protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) inhibitory activity, its effect on glucose uptake and utilization in C2C12 skeletal muscle cells, and its role in several mechanisms related to glucose metabolism. To obtain biologically active proteins and peptides, SC was extracted with distilled water for 25 h at 100°C. Additionally, SC was enzymatically hydrolyzed for 0–10 h at 50°C by AlcalaseⓇ to form SCA, with ProtamexⓇ to form SCP, and with a mixture of AlcalaseⓇ and ProtamexⓇ to form SCAP. PTP1B is a negative regulator of insulin signaling and a therapeutic target for type 2 diabetes. The water extracts of SC (hydrolyzed for 25 h), SCA10, SCP10, and SCAP10 (hydrolyzed for 10 h) showed PTP1B inhibitory activities of 66.77, 93.36, 98.52, and 98.37%, respectively. SCP10 showed the lowest PTP1B inhibitory IC50 value (31.92 ± 0.70 μg/ml). SCP10 that was ethanol precipitated with 80% ethanol to obtain concentrated bioactive components (SCEP10) showed the highest PTP1B inhibitory activity (IC50, 17.70 ± 0.66 μg/ml). Treatment with SCP10 and SCEP10 (1000 μg/ml) reversed palmitic acid (free fatty acid)-induced insulin resistance in C2C12 myotubes. Compared with controls, SCP10 and SCEP10 (1000 μg/ml without insulin) increased the utilization of glucose in C2C12 myotubes cultured in normal glucose (7 mM). To elucidate the anti-diabetic mechanism of SCP10 and SCEP10, we evaluated the mRNA and protein expression levels of components in the IR-PI3K-Akt and mitogenic pathways using RT-PCR and western blot analyses. SCP and SCEP treatment increased the relative mRNA levels of IRS-1 and GLUT4 and decreased the relative mRNA levels of PTP1B. SCP10 and SCEP10 increased the relative protein expression levels of p-IR, p-Akt, and p42/44 MAPK. These results indicate that SCP10 and SCEP10 inhibited PTP1B activity and facilitated the IR-PI3K-Akt pathway and mitogenic pathways. These results support the use of SC as a functional natural resource for the prevention or treatment of diabetes mellitus.
Semisulcospira coreana (SC), the freshwater snail known in Korea for its traditional health benefits, is thought to improve and restore liver function in liver diseases and to improve conditions such as diabetes, constipation, and anemia. In this study, we determined the anti-diabetic effects of SC by investigating its protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) inhibitory activity, its effect on glucose uptake and utilization in C2C12 skeletal muscle cells, and its role in several mechanisms related to glucose metabolism. To obtain biologically active proteins and peptides, SC was extracted with distilled water for 25 h at 100°C. Additionally, SC was enzymatically hydrolyzed for 0–10 h at 50°C by AlcalaseⓇ to form SCA, with ProtamexⓇ to form SCP, and with a mixture of AlcalaseⓇ and ProtamexⓇ to form SCAP. PTP1B is a negative regulator of insulin signaling and a therapeutic target for type 2 diabetes. The water extracts of SC (hydrolyzed for 25 h), SCA10, SCP10, and SCAP10 (hydrolyzed for 10 h) showed PTP1B inhibitory activities of 66.77, 93.36, 98.52, and 98.37%, respectively. SCP10 showed the lowest PTP1B inhibitory IC50 value (31.92 ± 0.70 μg/ml). SCP10 that was ethanol precipitated with 80% ethanol to obtain concentrated bioactive components (SCEP10) showed the highest PTP1B inhibitory activity (IC50, 17.70 ± 0.66 μg/ml). Treatment with SCP10 and SCEP10 (1000 μg/ml) reversed palmitic acid (free fatty acid)-induced insulin resistance in C2C12 myotubes. Compared with controls, SCP10 and SCEP10 (1000 μg/ml without insulin) increased the utilization of glucose in C2C12 myotubes cultured in normal glucose (7 mM). To elucidate the anti-diabetic mechanism of SCP10 and SCEP10, we evaluated the mRNA and protein expression levels of components in the IR-PI3K-Akt and mitogenic pathways using RT-PCR and western blot analyses. SCP and SCEP treatment increased the relative mRNA levels of IRS-1 and GLUT4 and decreased the relative mRNA levels of PTP1B. SCP10 and SCEP10 increased the relative protein expression levels of p-IR, p-Akt, and p42/44 MAPK. These results indicate that SCP10 and SCEP10 inhibited PTP1B activity and facilitated the IR-PI3K-Akt pathway and mitogenic pathways. These results support the use of SC as a functional natural resource for the prevention or treatment of diabetes mellitus.
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