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문제 정의
- '3) 또한, 둥굴레 뿌리에 함유되어 있는 steroidal glycosides가 90% 췌장 제거 백서에서 인슐린 민감성 물질로 작용한다는 것을 확인하였다. 14)본 연구팀이 한약재가 혈당 강하에 대한 효과가 있는 지를 조사할 때 표적(target)으로 조사한 것은 인슐린의 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 효과, 인슐린처럼 작용하는 인슐린 성 효과, 탄수화물의 소화 흡수를 방해하는 a-glucoamylase 억제 효과를 가지고 있는 지 여부를 조사하는 것이었다.
- 그러나 동의보감에 기록된 당뇨병(소갈) 처방의 하나인 옥천산의 주원료로 오미자가 사용되어 왔고 이는 오미자가 혈당 강하 능력이 있음을 잠재적으로 의미하는 것으로 사료된다. 그러므로 본 연구에서는 오미자가 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 효과, 인슐린처럼 작용하는 인슐린성 물질로서의 효과 그리고 a-glucoamylase 의 억제제로의 효과가 있는 지 여부를 조사하여 오미자가 당뇨병 치료에 있어서 어떠한 작용을 하는지에 대한 연구 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.
- 본 연구에서 인슐린 민감성 물질을 탐색하는데 지방세포 3T3- L1 을 사용한 이유는 지방세포 3T3-L1은 in vivo에 존재하는 대사성 피이드백 루프에 관련된 복잡한 문제와 연루되어 있지 않으면서 인슐린 수용체와 GLUT4를 세포막에 가지고 있어 인슐린에 민감하게 반응하기 때문이다. 인슐린을 처리하면 지방세포 3T3-L1 의 세포막에 인슐린이 결합하고 이것은 일련의 인슐린 신호전달체계인 insulin receptor substrate-1 (IRS 1 )-phosphatidy 1 inositol-3-phosphate(PI3 kinase)-Akt의 과정을 증폭시킨다.
- 오미자 추출 분획물이 포도당 섭취에 미치는 영향. 본 연구에서는 지방세포 3T3-L1에 소량의 인슐린인 lng/m/과 오미자의 분획물을 처리하였을 때 50 ng/ml 인슐린을 처리하였을 때와 마찬가지로 포도당의 흡수를 증가시키는 지를 조사하였다. 오미자 추출 분획물 0.
제안 방법
- 비특이적인 포도당 섭취를 배제하기 위해서 glucose transporter 4(GLUT4)의 작용을 억제하는 cyto B와 함께 배양하였을 때의 포도당 이동량을 빼고 세포 내로 이동한 포도당의 양을 측정하였다. 세포는 10mM 포도당이 함유한 PBS으로 세척하고 0.5N NaOH로 세포를 분해하였다 분해된 세포를 초산으로 중화시키고 함유된 "c의 함량을 베타 counter(Tri-Carb 2100TR, Packard Bioscience, Ⅱ.) 로측정하였다.
- 세포막의 GLUT4 양. Plate(10 cn?)에 지방세포 3T3-L1 을 옮긴 다음 지방세포 3T3-Ue 혈장 대신 3% BSA를 첨가한 고농도 포도당 DMEM에서 12시간동안 배양한 후에 3 μg/mZ의 오미자 분획을 첨가하고 5시간동안 배양한 후 0, 1 또는 50 ng/m/ 인슐린을 5분 동안 처리하였다. 지방세포는 차가운 PBS 로 반응을 중단시키고 바로 2mM EDIA, 137 mM NaCl, 1% NP40, 10% glycerol, 12 mM a-glycerol phosphate과 protease inhibitors- 포함하는 20 mM Tris(pH 7.
- 배양용기에 있는 지방세포의 수를 세어 24 well plate의 well을 빈 공간없이 완전히 채울 수 있도록 분주하였다. Well plate에 옮긴 지방세포를 PBS로 세척한 후 5000의 1% BSA를 함유하고 있는 저농도의 포도당을 함유한 DMEM에서 12시간 이상 지난 후에 HEPES 용액으로 37℃에서 30분 동안 배양한 후 1 pCi/m/의 [14C]2-deoxy-glucose와 1 mM 포도당을 첨가하고 22℃에서 30 분 동안 배양하여 포도당의 세포내로의 섭취 정도를 이 세포 내로 이동한 양으로 측정하였다. 비특이적인 포도당 섭취를 배제하기 위해서 glucose transporter 4(GLUT4)의 작용을 억제하는 cyto B와 함께 배양하였을 때의 포도당 이동량을 빼고 세포 내로 이동한 포도당의 양을 측정하였다.
- 오미자의 각 분획에 인슐린 민감성 제재가 함유되어 있는 지의 여부를 조사하기 위해서 지방세포 3T3-L1 에 인슐린 1 ng/m/과 함께 각 분획을 넣고 1시간 동안 배양한 후에 포도당 섭취 정도를 인슐린 50ng/m/에서의 결과와 비교하였다. 대조군으로 인슐린 0, 1 그리고 50ng/ml 사용하였다. 모든 실험은 3 반복하였고, 실험결과는 인슐린과 오미자 추출물을 모두 처리하지 않은 것의 값에 대한 비로 나타내었다.
- 반응 후 생성되는 유리 포도당 양을 측정하여 a- glucoamylase의 활성을 측정하였다. 대조군은 오미자 분획 층의 용매인 DMSO만을 처리한 것에서 생성되는 유리 포도당 양으로 결정하였다. 결과는 DMSO만을 처리하였을 때 생성되는 유리 포도당 양에 비해 오미자 분획층을 넣었을 때 유리 포도당의 생성이 감소되는 정도를 백분율(%)로 계산하였다.
- 2 M 초산 용액을 넣어주었다. 반응 후 생성되는 유리 포도당 양을 측정하여 a- glucoamylase의 활성을 측정하였다. 대조군은 오미자 분획 층의 용매인 DMSO만을 처리한 것에서 생성되는 유리 포도당 양으로 결정하였다.
- 배양한 후 새로운 DM™배지로 교환하였다. 배양 후 70% 에탄올로 추출한 오미자 시료를 Img/mZ의 농도로 녹인 후 final 농도가 각각 1, 10, 100 및 250μg/m/의 농도가 되도록 첨가하여 5일간 배양한 후 지방세포로의 분화를 조사하였다. 이때 대조군은 오미자 추출물이 함유되지 않은 DMSO를 실험군에 첨가한 것과 같은 양 첨가하여 배양하였다.
- 배양용기 바닥을 완전히 채운 지 2일 후에 유도 분화 물질을 넣어 3일 동안 배양한 후 2일에 한번씩 고농도 포도당 DMEM 용액으로 새로 바꾸어 주어 지방세포로 완전히 전환된 10-15일 사이에 포도당 섭취 실험을 하였다. 배양용기에 있는 지방세포의 수를 세어 24 well plate의 well을 빈 공간없이 완전히 채울 수 있도록 분주하였다.
- 인슐린성 물질로서의 효과. 본 연구에서는 유도 분화 물질에서 인슐린이 중요한 역할을 하므로 섬유아세포 3T3-L1에 분화 유도물질 대신 70% 에탄올 오미자 추출물을 1, 10, 100 및 250|ig/mZ의 농도로 처리하였을 때와 분화유도물질과 함께 오미자 추출물을 처리하였을 때 지방세포로의 분화정도를 측정하여 대조군인 DMSO를 처리한 것과 백분율로 계산하여 비교화였다. 전자와 후자에서 모두 오미자 주줄물 처리군은 대조군에 비해 오히려 지방 세포로의 전환이 감소하는 경향을 나타내어 오미자 추출물은 인슐린성 물질로 작용하지 않는 것으로 나타났다 (Table 1).
- 사용되고 있는 많은 한약재중에서도 아직까지 그 효과가 밝혀진 것은 많지 않고 특히 어떤 기전으로 혈당을 낮추는지에 대한 연구는 많지 않다. 본 연구팀은 동의보감에서 당뇨병의 처방에 많이 사용하는 50 여종의 약초들을 중심으로 먼저 섬유아세포와 지방세포 3T3-L1 을 사용하여 in vitro에서 인슐린 민감성이나 인슐린 유사성 물질을 탐색하였다.11-14)효과가 있는 한약재의 분획층은 더 분리하여 단일 물질로 분리하고 있으며, 이 물질들의 효과는 백서에 장기간 투여하였을 때 인슐린 민감성이나 인슐린 분비능의 변화를 조사하고 있다.
- 모든 실험은 3 반복하였고, 실험결과는 인슐린과 오미자 추출물을 모두 처리하지 않은 것의 값에 대한 비로 나타내었다. 분리한 물질이 인슐린의 작용에 관계없이 detergent로 작용하여 세포막을 파괴시켜 포도당 섭취를 증가시키는 것을 배제하기 위해서 인슐린이 0ng/m7에서 분리한 물질과 함께 포도당 섭취를 측정하였을 때 기저(basal) 값보다 높은 것은 포도당 섭취를 증가시킨다고 해도 인슐린 민감성 제재로서의 작용이 없는 것으로 간주하였다.20)
- 18) 대조군으로는 분화유도물질만이 함유된 DMEM 배지를 사용하였다. 분화정도의 측정은 Oil-Red-Q로 염색하여 지방 함량을 측정하였는데, 9) phosphate buffer(PBS)로 2회 세척 후, 10% formalin을 50μl씩 첨가(최종농도 3% formalin)하여 30분간 세포를 고정시켰다. 고정된 세포를 '증류수로 3회 반복하여 세척하고, 공기중에서 건조한 다음: Oil-Red-O로 2시간 동안 염색하였다.
- Well plate에 옮긴 지방세포를 PBS로 세척한 후 5000의 1% BSA를 함유하고 있는 저농도의 포도당을 함유한 DMEM에서 12시간 이상 지난 후에 HEPES 용액으로 37℃에서 30분 동안 배양한 후 1 pCi/m/의 [14C]2-deoxy-glucose와 1 mM 포도당을 첨가하고 22℃에서 30 분 동안 배양하여 포도당의 세포내로의 섭취 정도를 이 세포 내로 이동한 양으로 측정하였다. 비특이적인 포도당 섭취를 배제하기 위해서 glucose transporter 4(GLUT4)의 작용을 억제하는 cyto B와 함께 배양하였을 때의 포도당 이동량을 빼고 세포 내로 이동한 포도당의 양을 측정하였다. 세포는 10mM 포도당이 함유한 PBS으로 세척하고 0.
- 고정된 세포를 '증류수로 3회 반복하여 세척하고, 공기중에서 건조한 다음: Oil-Red-O로 2시간 동안 염색하였다. 염색후 증류수로 3회 세척한 후 공기 중에서 건조시키고 isopropyl alcohol 100 씩 '분주하여 1시간 동안 용줄시 켜 ELISA 분석기로 510nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 시료의 조제. 오미자 1kg게 70% 에탄올 10L을 넣고 2시간 열수로 2회 반복 추출한 후 꺼즈로 여과하고 450><g로 원심분리(Megafuge 1.0R, USA)하여 상등액을 회전진공 농축기 (Buchi R-114, USA)로 35℃에서 감압농축한 후 동결건조 (Ilshin Freeze dryer, Korea)하여 분말 추출시료를 만들었다. 열수분말추출시료 1g을 증류수 10mZ에 현탁시켜 현탁액으로 만든 후, amberlite XAD-4 gel을 충진한 유지컬럼(직경: 30 mm; 길이: 300mm)으로 정제하였다.
- 오미자 추출물 분획이 포도당 섭취에 미치는 영향을 조사하기 위해서 오미자 추출물 분획을 DMSO에 1 mg/mZ으로 녹인 후 이것을 PBS] 0.3와 3|ig/mZ로 희석시켜 두 가지 농도에서 포도당 섭취를 측정하였다. 오미자의 각 분획에 인슐린 민감성 제재가 함유되어 있는 지의 여부를 조사하기 위해서 지방세포 3T3-L1 에 인슐린 1 ng/m/과 함께 각 분획을 넣고 1시간 동안 배양한 후에 포도당 섭취 정도를 인슐린 50ng/m/에서의 결과와 비교하였다.
- 3와 3|ig/mZ로 희석시켜 두 가지 농도에서 포도당 섭취를 측정하였다. 오미자의 각 분획에 인슐린 민감성 제재가 함유되어 있는 지의 여부를 조사하기 위해서 지방세포 3T3-L1 에 인슐린 1 ng/m/과 함께 각 분획을 넣고 1시간 동안 배양한 후에 포도당 섭취 정도를 인슐린 50ng/m/에서의 결과와 비교하였다. 대조군으로 인슐린 0, 1 그리고 50ng/ml 사용하였다.
- 또한 오미자 추출물의 분화 유도물질이 존재할 때. 이 물질들을 도와 분화를 촉진시키는지 조사하기 위해서 분화유도물질인 0.25gM의 dexamethasone(DEX, Sigma-Aldrich, St. Louis, MI, USA), 0.5 mM 의 1 -methyl-3-isobutykanthine(IBMX, Sigma-Aldrich, St. Louis, MI, USA), 10|ig/mZ의 인슐린(Sigma-Aldrich, St. Louis, MI, USA)이 함유된 DMEM 배지에 오미자 추출물을 각각 1, 10, 100 및 250μg/mZ 첨가하여 5일간 배양하였다.18) 대조군으로는 분화유도물질만이 함유된 DMEM 배지를 사용하였다.
- 열수분말추출시료 1g을 증류수 10mZ에 현탁시켜 현탁액으로 만든 후, amberlite XAD-4 gel을 충진한 유지컬럼(직경: 30 mm; 길이: 300mm)으로 정제하였다. 이때 용출액은 메탄올의 양을 증량 시켜 극성을 변화시키면서 H2O(Fr. 1), 20% 메탄올(Fr. 2), 40% 메탄올(Fr. 3), 60% 메탄올(Fr. 4), 80% 메탄올(Fr. 5) 및 100% 메탄올(Fr. 6)으로 나누어 분획하여 감압농축 후 동결건조하여 사용하였다. 각각의 분획층은 10% DMSO에 1 mg/mZ로녹인 후 sonicator로 20초 동안 진탕하여 침전물 없이 모두 용해 시 켰다.
- GLUT4 양의 변화. 지방세포 3T3-L1에서 오미자 분획물이 포도당 흡수를 증가시키는 기전을 조사하기 위해서 오미자 분획물을 처리하였을 때 인슐린 신호체계를 조사하였다. 지방세포 3T3-L1에 3 μg/m/의 오미자 추출 분획물을 5시간 처리한 후에 5분 동안 인슐린을 1 ng/iM를 처리하였을 때 세포막에 존재하는 GLUT4의 양을 anti-GLUT4 antibody를 사용하여 immunobloting한 결과는 Fig.
대상 데이터
- Louis, MI, USA)이 함유된 DMEM 배지에 오미자 추출물을 각각 1, 10, 100 및 250μg/mZ 첨가하여 5일간 배양하였다.18) 대조군으로는 분화유도물질만이 함유된 DMEM 배지를 사용하였다. 분화정도의 측정은 Oil-Red-Q로 염색하여 지방 함량을 측정하였는데, 9) phosphate buffer(PBS)로 2회 세척 후, 10% formalin을 50μl씩 첨가(최종농도 3% formalin)하여 30분간 세포를 고정시켰다.
- 한약재료. 본 실험에 사용한 오미자는 Schizandra chinensis (Turcz.) Bailion의 과실로 서울 경동시장에서 2002년 10월에 구입한 후 한국한의학연구원에서 엄격하게 감별하고 선정한 것을 사용하였고, 일련 번호를 붙이고 한국한의학연구원 표본실에 보관하고 있다.
- 본 연구에서 사용한 섬유아세포 3T3-L1은 생물학적 특성이 잘 밝혀져 있고, 인슐린과 같은 유도물질의 존재하에서는 지방세포로 분화되는 특성을 갖고 있어 분화를 촉진하는 물질인 인슐린과 유사한 물질(인슐린성 물질)의 존재 여부를 탐색하는 실험에 사용한다. 섬유아세포 3T3-L1은 인슐린, DEX와 IBMX로 조성된 분화유도물질을 첨가하였을 때 지방세포로 전환되는데, 23, 24) 이 기전은 아직 확실하게 알려지지는 않았다.
- 약물은 동결건조한 것을 1 mg/mZ의 농도로 DMSO로 녹이고 이것을 PBS로 희석하여 사용하였다. 오미자 분획물은 50 |ig/mZ의 농도로 사용하였다. 이 반응 용액은 37℃에서 1시간 동안 배양시켰다.
데이터처리
- 대조군은 오미자 분획 층의 용매인 DMSO만을 처리한 것에서 생성되는 유리 포도당 양으로 결정하였다. 결과는 DMSO만을 처리하였을 때 생성되는 유리 포도당 양에 비해 오미자 분획층을 넣었을 때 유리 포도당의 생성이 감소되는 정도를 백분율(%)로 계산하였다.
- 통계적 처리. 모든 결과는 세 번 반복에 대한 평균과 표준편차로 계산하여 나타내었다. 지방세포 3T3-L1에서 포도당 섭취가 증가하는 정도는 인슐린 Ing/iM만을 넣고 측정한 값과 인슐린 1 ng/ml와 오미자 분획물을 함께 넣고 측정한 값을 two sample t-test로 통계적 유의성을 검증하였다.
- 지방세포 3T3-L1에서 포도당 섭취가 증가하는 정도는 인슐린 Ing/iM만을 넣고 측정한 값과 인슐린 1 ng/ml와 오미자 분획물을 함께 넣고 측정한 값을 two sample t-test로 통계적 유의성을 검증하였다. 오미자 추출물의 세포의 분화능 효과와 in Vitro에서 a-glucoamylase 활성에 미치는 영향은 대조군과의 비를 백분율로 계산하여 one sample t-test 방법으로 통계적 유의성을 검증하였다. 모든 통계 처리의 유의성 검증은 a = 0.
- 모든 결과는 세 번 반복에 대한 평균과 표준편차로 계산하여 나타내었다. 지방세포 3T3-L1에서 포도당 섭취가 증가하는 정도는 인슐린 Ing/iM만을 넣고 측정한 값과 인슐린 1 ng/ml와 오미자 분획물을 함께 넣고 측정한 값을 two sample t-test로 통계적 유의성을 검증하였다. 오미자 추출물의 세포의 분화능 효과와 in Vitro에서 a-glucoamylase 활성에 미치는 영향은 대조군과의 비를 백분율로 계산하여 one sample t-test 방법으로 통계적 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- 이 세포 용출액은 30분 동안 얼음 속에 방치시킨 후 세포막을 분리하였다.21)분리한 세포막의 단백질 함량을 Lowry 방법으로22)측정한 후 동량의 세포막 단백질에 함유된 glucose transporter 4(GLUT4) 함량을 anti-GLUT4 antibody(Chemicon, Temecula, CA)를 사용하여 immunoblotting 방법으로 측정하였다21)
성능/효과
- 연구한 한약재 중에서 이미 발표한 것으로 율무, 상백피, 둥굴레 뿌리의 분획물에는 인슐린 민감성 물질이 함유되어 있는 것을 발견하였다."g 특히 둥굴레 뿌리 추출물은 90% 췌장을 제거한 백서에서 인슐린 민감성을 호전시킴으로 체내포도당 이용을 증가시켜 혈당을 강하시키는 효과가 있었다.'3) 또한, 둥굴레 뿌리에 함유되어 있는 steroidal glycosides가 90% 췌장 제거 백서에서 인슐린 민감성 물질로 작용한다는 것을 확인하였다.
- 4나 Fr. 5를 첨가시키면 인슐린의 필요량을 50배 감소시킨다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 메탄올이 60%와 80%에서 용출된 분획층에 인슐린 민감성 물질이 함유되어 있다는 것을 알 수 있었고 인슐린 민감성 물질의 후보자들은 비극성에 가까운 양쪽성 물질일 가능성이 높다고 사료된다.
- 결론적으로 본 연구에서 오미자의 분획물의 대부분은 인슐린성 물질과 a-glucoamylase 억제제로는 효과가 없었지만 인슐린작용을 향상시키는 인슐린 민감성제제로는 그 효과가 매우 컸다. 특히 오미자는 3 ug/m/의 농도로 사용하였을 때 거의 모든 분획 층에서 인슐린 작용을 향상시킬 뿐 아니라 특히 인슐린 1 ng/m/와 Fr.
- 5를 첨가시키면 인슐린의 필요량을 50배 감소시킨다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 메탄올이 60%와 80%에서 용출된 분획층에 인슐린 민감성 물질이 함유되어 있다는 것을 알 수 있었고 인슐린 민감성 물질의 후보자들은 비극성에 가까운 양쪽성 물질일 가능성이 높다고 사료된다.
- 001)로 유의성 있게 분화를 촉진시켰다. 또한 분화유도물질과 함께 분화유도물질을 첨가하였을 때도 1 μg/mZ에서는 122.3 ± 5.3%(P<0.05)로 분화를 촉진 시켜 인슐린성 물질로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 또한 Kameda 등27)은 인슐린은 지방세포에서 지방분해를 저해하고 지방합성을 촉진하는 호르몬으로 인슐린처럼 지방합성을 촉진시키든지 지방분해를 억제하는 물질을 인슐린성 물질이라고 정의하였고 , 로얄제리로부터 불포화지방산 trans-10-hydroxy-2-decanoic acid와 마황에서 non-pseudoephedrine 이 인슐린성 물질임을 확인하였다.
- 5의 첨가가 이렇게 세포막에 GLUT 4의 양을 증가시킨 것은 인슐린 신호 전달 체계를 향상시켜 인슐린 작용을 증진시킨 것과 밀접한 관계가 있는 것으로 보고 되고 있다. 또한 세포막의 GLUT4의 증가는 포도당 흡수를 증가시키는 것으로 알려졌다.22,28) 본 연구자들은 앞으로 오미자가 어떤 기전으로 세포막의 GLUT4의 양을 증가시키는지와 오미자의 어떤 화합물이 이 기전을 호전시키는 지를 조사할 것이다.
- 특히 PR\R]는 세포의 성장을 막고 지방세포로 전환을 시작할 뿐 아니라 지방세포의 분화의 조절에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 또한, C/EBP는 지방 조직에서 많이 발현되고 PR\Rl를 도와서 전지방세포를 지방세포로 전환시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다.23-26)
- 대조군으로 인슐린 0, 1 그리고 50ng/ml 사용하였다. 모든 실험은 3 반복하였고, 실험결과는 인슐린과 오미자 추출물을 모두 처리하지 않은 것의 값에 대한 비로 나타내었다. 분리한 물질이 인슐린의 작용에 관계없이 detergent로 작용하여 세포막을 파괴시켜 포도당 섭취를 증가시키는 것을 배제하기 위해서 인슐린이 0ng/m7에서 분리한 물질과 함께 포도당 섭취를 측정하였을 때 기저(basal) 값보다 높은 것은 포도당 섭취를 증가시킨다고 해도 인슐린 민감성 제재로서의 작용이 없는 것으로 간주하였다.
- 본 연구에서 지방세포 3T3-L1에 인슐린 0, 1, 3, 5, 10, 25, 50, 75ng/ml 처리한 후 포도당 섭취 정도를 측정하였을 때 인슐린 농도가 50ng/mZ까지는 인슐린 농도가 증가함에 따라 포도당 섭취가 증가하였고, 50ng/nM보다 높은 인슐린 농도에서는 인슐린 농도에 따른 세포내로의 포도당 섭취에 차이가 없었다(Fig. 1). 즉, 50ng/m/ 인슐린 농도가 인슐린 수용체를 통한 인슐린 작용을 나타내는 최대 농도로 이 농도 이하에서는 인슐린 농도에 비례하여 인슐린 작용이 증가하지만 그 이상 증가하지 않는다는 것을 알 수 있었다.
- 11-14)효과가 있는 한약재의 분획층은 더 분리하여 단일 물질로 분리하고 있으며, 이 물질들의 효과는 백서에 장기간 투여하였을 때 인슐린 민감성이나 인슐린 분비능의 변화를 조사하고 있다. 연구한 한약재 중에서 이미 발표한 것으로 율무, 상백피, 둥굴레 뿌리의 분획물에는 인슐린 민감성 물질이 함유되어 있는 것을 발견하였다."g 특히 둥굴레 뿌리 추출물은 90% 췌장을 제거한 백서에서 인슐린 민감성을 호전시킴으로 체내포도당 이용을 증가시켜 혈당을 강하시키는 효과가 있었다.
- 인슐린을 처리하면 지방세포 3T3-L1 의 세포막에 인슐린이 결합하고 이것은 일련의 인슐린 신호전달체계인 insulin receptor substrate-1 (IRS 1 )-phosphatidy 1 inositol-3-phosphate(PI3 kinase)-Akt의 과정을 증폭시킨다. 이 결과로 GLUT4가 세포막으로 translocation되는 것이 증가하게 되어 포도당의 흡수를 증가시키는 것으로 사료된다. 그러므로 지방 세포 3T3-L1은 인슐린의 작용력을 향상시키는 물질을 탐색하거나 인슐린 신호전달체계를 연구하는 모델로 적합하다고 사료된다.
- 인슐린을 첨가하지 않고 분획층만을 넣은 상태에서 포도당을 흡수하는 정도를 측정하였는데 그 값이 기저값과 유사하거나 오히려 낮아 분획물이 세포막을 투과적으로 만드는 detergent로 작용하여 비특이적으로 포도당의 흡수를 증가시키는 것은 아니라는 것을 확인하였다. 다른 연구에서도 천연물 추출물을 처리하였을 때 인슐린 작용을 증가시켜 포도당 흡수를 증가시키는 것들이 있다고 보고하였다.
- 본 연구에서는 유도 분화 물질에서 인슐린이 중요한 역할을 하므로 섬유아세포 3T3-L1에 분화 유도물질 대신 70% 에탄올 오미자 추출물을 1, 10, 100 및 250|ig/mZ의 농도로 처리하였을 때와 분화유도물질과 함께 오미자 추출물을 처리하였을 때 지방세포로의 분화정도를 측정하여 대조군인 DMSO를 처리한 것과 백분율로 계산하여 비교화였다. 전자와 후자에서 모두 오미자 주줄물 처리군은 대조군에 비해 오히려 지방 세포로의 전환이 감소하는 경향을 나타내어 오미자 추출물은 인슐린성 물질로 작용하지 않는 것으로 나타났다 (Table 1).
- 1). 즉, 50ng/m/ 인슐린 농도가 인슐린 수용체를 통한 인슐린 작용을 나타내는 최대 농도로 이 농도 이하에서는 인슐린 농도에 비례하여 인슐린 작용이 증가하지만 그 이상 증가하지 않는다는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 또한 세포막의 GLUT4의 증가는 포도당 흡수를 증가시키는 것으로 알려졌다.22,28) 본 연구자들은 앞으로 오미자가 어떤 기전으로 세포막의 GLUT4의 양을 증가시키는지와 오미자의 어떤 화합물이 이 기전을 호전시키는 지를 조사할 것이다. Thiazolidinediones 계통의 약물은 인슐린 민감성 제제로 판매되고 있는데 이것은 지방세포 및 근육세포에서 모두 포도당의 흡수를 증가시키고 그 기전은 GLUT4의 발현을 증가시킬 뿐 아니라 세포막으로의 tnmslocation을 증가시키는 것과 관련이 있다고 알려져 있다.
- 31-33)Acarbose는 in vitro에서 a-glucoamylase와 maltase의 활성을 억제하는데 in vivo에서는 말토즈 분해를 억제시키는 효과는 약하고 오히려 설탕의 분해를 강력하게 억제하는 것으로 알려졌다31,32) 또한 경구 내당 검사를 하기 전에 acarbose를 준 후 30분 이내에 maltose나 설탕을 경구 투여하여 혈당을 조사하였을 때 단기간의 효과는 거의 없었고 장기간 acarbose를 공급한 후 경구 내 당 검사를 한 경우는 혈당을 약 40% 감소시키는 효과가 있었다고 보고하였다.33)오미자는 in vitro효과가 없어서 경구 내당 검사를 할 필요가 없었지만 만약 in vitro에서 a- glucoamylase 억제제로 작용하는 것은 반드시 in vivo 실험을 하는 것이 바람직하겠다.
- 이렇게 포도당 흡수를 증가시킨 것은 포도당의 흡수에 관여하는 세포막의 GLUT4 함량의 증가와 밀접한 관계가 있다고 여겨진다. 그러므로 이러한 기전을 통하여 오미자를 투여할 때 혈당을 정상화시킬 수 있을 것으로 사료된다. 오미자에는 인슐린 저항성을 저하시키는 물질이 함유되어 있으므로 당뇨병 및 인슐린 저항성의 치료와 예방에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.
- 그러므로 이러한 기전을 통하여 오미자를 투여할 때 혈당을 정상화시킬 수 있을 것으로 사료된다. 오미자에는 인슐린 저항성을 저하시키는 물질이 함유되어 있으므로 당뇨병 및 인슐린 저항성의 치료와 예방에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.
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