진세노사이드 Rd가 지방세포분화에 미치는 영향을 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 진세노사이드 Rd는 3T-L1지방세포모델에 있어 효과적으로 지방분화를 억제한다. 2. 진세노사이드 Rd는 세포내 에너지대사의 필수 단백질인 AMPK를 활성화시키고 또한 지방분화과정에 발현 및 활성이 증가하는 PPAR감마의 활성을 효과적으로 억제한다. 이상의 결과로 진세노사이드 Rd는 세포내 에너지대사를 촉진하여 지방축적 억제에 탁월한 효과를 보일 것으로 사료된다.
진세노사이드 Rd가 지방세포분화에 미치는 영향을 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 진세노사이드 Rd는 3T-L1지방세포모델에 있어 효과적으로 지방분화를 억제한다. 2. 진세노사이드 Rd는 세포내 에너지대사의 필수 단백질인 AMPK를 활성화시키고 또한 지방분화과정에 발현 및 활성이 증가하는 PPAR 감마의 활성을 효과적으로 억제한다. 이상의 결과로 진세노사이드 Rd는 세포내 에너지대사를 촉진하여 지방축적 억제에 탁월한 효과를 보일 것으로 사료된다.
Obesity is a major obstacle for human health, which induces various diseases such as cardiac injury and type 2 diabetes. Ginsenosides, active components of ginseng extract, exert various physiological effects. However, There are still no evidence for their anti obesity effects. In this study, we inv...
Obesity is a major obstacle for human health, which induces various diseases such as cardiac injury and type 2 diabetes. Ginsenosides, active components of ginseng extract, exert various physiological effects. However, There are still no evidence for their anti obesity effects. In this study, we investigated the effects of ginsenoside Rd on adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells. Our data show that ginsenoside Rd (80 uM) was effective in adipocyte differentiation inhibition. These inhibitory effects of ginsenosides on adipocyte differentiation were accompanied by PPAR gamma inhibition in rosiglitazone-treated cells. We also tested whether AMP-activated protein kinase (AMPK) activation was involved in the effects of these ginsenosides. AMPK is a master target for obesity, ginsenoside Rd significantly activated AMPK. Taken together, these results suggest that the anti obesity effects of ginsenoside Rd involve the AMPK signaling pathway and PPAR-gamma inhibition.
Obesity is a major obstacle for human health, which induces various diseases such as cardiac injury and type 2 diabetes. Ginsenosides, active components of ginseng extract, exert various physiological effects. However, There are still no evidence for their anti obesity effects. In this study, we investigated the effects of ginsenoside Rd on adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells. Our data show that ginsenoside Rd (80 uM) was effective in adipocyte differentiation inhibition. These inhibitory effects of ginsenosides on adipocyte differentiation were accompanied by PPAR gamma inhibition in rosiglitazone-treated cells. We also tested whether AMP-activated protein kinase (AMPK) activation was involved in the effects of these ginsenosides. AMPK is a master target for obesity, ginsenoside Rd significantly activated AMPK. Taken together, these results suggest that the anti obesity effects of ginsenoside Rd involve the AMPK signaling pathway and PPAR-gamma inhibition.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
이에 본 연구에서 진세노사이드 Rd가 비만억제 효과가 있는지를 알아보고 이에 더하여 비만의 마커가 되는 AMPK와 PPAR 감마의 transcriptional activity를 측정하여 데이터의 신뢰도를 높이고자 하였다.
이에 본 연구에서 진세노사이드 Rd의 알려진 항암작용, 부신피질호르몬촉진 작용에 더하여 항비만 효과를 가지고있는지 아닌 지를 알아보기 위해 다양한 실험을 진행하였는데 특히 에너지 대사의 촉진에 있어서 중요한 단백질인 AMP-activated protein kinase의 활성을 측정하였으며, 항비만 효과를 다시 구체화하기 위해 PPAR 감마의 활성에 대한 실험을 진행하였다.
보고가 되어 있다(7). 이에 우리는 다음으로 진세노사이드 Rd가 PPAR감마의 전사활성 억제에 효과를 줄 수 있는지 아닌지를 test 하기 위해 다음실험을 진행하였다. 이를 위하여 HEK293 cells을 normal배지에 배양한 후 70% confment할 때 세포에 각각의 지시된 plasmid를 transfection 하였다.
제안 방법
transfection하였다. 24시간 후에, 세포를 각각 시료처리 후 lysis 하여 Cell lysate 를 Luciferase assay reagent (Promega, Madison, WI) 와 mix하였 다 Luciferase activity 는 ELIS A 로 측정하였다.
여러가지 진세노사이드 중 Rd의 지방분화 억제 효과를 알아보기 위해서 3T3-L1 adipocytes에 각각 40 uM, 80 uM 의 ginsenoside Rd를 처리하였다(day 0), 그리고 같은 조건에서, 지방세포분화를 hormonal cocktail을 가지고 실시하였다. 6일 후에, 지방세포분화를 마치고 세포의 지방을 Oil Red O staining방법으로 실시하였다.
완전한 지방분화 후에 세포는 3.5% formaldehyde로 20분 동안 고정한 후 Oil Red O dye (Sigma)를 이용하여 2시간 동안 염색한 후 세포를 washing후에 Fat droplets는 현미경으로 관찰하였다.
이에 우리는 다음으로 진세노사이드 Rd가 PPAR감마의 전사활성 억제에 효과를 줄 수 있는지 아닌지를 test 하기 위해 다음실험을 진행하였다. 이를 위하여 HEK293 cells을 normal배지에 배양한 후 70% confment할 때 세포에 각각의 지시된 plasmid를 transfection 하였다. 그 후 PPAR-activation 은 luciferase activity assay에 의해 측정하였다(円흥.
이에 우리는 다음으로 진세노사이드 Rd의 지방분화 억제 효과에 있어서 AMPK 신호전달경로를 통하는지 아닌지를 알아보기 위해 웨스턴 블롯팅을 이용하여 그 효과를 관찰하였다. 이를 위하여 세포를 분화한 후 진세노 사이드 Rd를 각각 처리한 후 AMPK활성화를 측정하였다(Fig. 2). Fig.
경로를 억제하는 것으로 나타나고 있다(6). 이에 우리는 다음으로 진세노사이드 Rd의 지방분화 억제 효과에 있어서 AMPK 신호전달경로를 통하는지 아닌지를 알아보기 위해 웨스턴 블롯팅을 이용하여 그 효과를 관찰하였다. 이를 위하여 세포를 분화한 후 진세노 사이드 Rd를 각각 처리한 후 AMPK활성화를 측정하였다(Fig.
대상 데이터
3T3-L1 pre-adipocyte cell 은 American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA)에서 구입하였다. 3T3-L1 세포는 Dulbecco's modified Eagle's medium containing 10% fetal bovine serum에서 배양하였다.
3T3-L1 세포는 Dulbecco's modified Eagle's medium containing 10% fetal bovine serum에서 배양하였다. AMPK Thr172, B-actin antibody는 Cell Signaling Technology (Danvers, MA, USA), Insulin, 3-isobutyl-1 -methylxanthine (IBMX), and dexamethasone 은 sigma (St. Louis, MO, US A) 에서 구입하였다
HEK 293세포는 PPAR-Y, RXRa, B-galactosidase and a luciferase reporter plasmid, PPAR response element (PPRE)와 함께 transfection하였다. 24시간 후에, 세포를 각각 시료처리 후 lysis 하여 Cell lysate 를 Luciferase assay reagent (Promega, Madison, WI) 와 mix하였 다 Luciferase activity 는 ELIS A 로 측정하였다.
이론/모형
6일 후에, 지방세포분화를 마치고 세포의 지방을 Oil Red O staining방법으로 실시하였다. Fig.
이를 위하여 HEK293 cells을 normal배지에 배양한 후 70% confment할 때 세포에 각각의 지시된 plasmid를 transfection 하였다. 그 후 PPAR-activation 은 luciferase activity assay에 의해 측정하였다(円흥. 3). 그 결과 PPAR- transcriptional activity는 PPAR감마의 agonist인 rosiglitazone에 의해 활성화 되는데 진세노 사이드 Rd가 이것의 전사활성을 억제하는 것으로 관찰하였다.
성능/효과
1. 진세노사이드 Rd는 3T3-L1 지방세포모델에 있어 효과적으로 지방분화를 억제한다.
2. 진세노사이드 Rd는 세포 내 에너지대사의 필수 단백질인 AMPK를 활성화시키고 또한 지방분화과정에 발현 및 활성이 증가하는 PPAR 감마의 활성을 효과적으로 억제한다.
6일 후에, 지방세포분화를 마치고 세포의 지방을 Oil Red O staining방법으로 실시하였다. Fig. 1에서 보여주듯 3T3-L1 지방세포에 ginsenoside Rd를 처리할 경우 지방의 생성이 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이들의 결과로 ginsenoside Rd는 3T3-L1 세포에서 효과적으로 지방분화를 억제하는 것을 알 수 있었으며 항비만 효과의 가능성을 가지고 있음을 알 수 있었다.
3). 그 결과 PPAR- transcriptional activity는 PPAR감마의 agonist인 rosiglitazone에 의해 활성화 되는데 진세노 사이드 Rd가 이것의 전사활성을 억제하는 것으로 관찰하였다. 이들 결과로 유추할 수 있는 것은 항 비만의 타겟이 되는 PPAR 감마의 전사활성 또한 진세노 사이드 Rd가 효과적으로 억제하는 것으로 보아 진세노사이드 Rd는 비만억제에 효과가 탁월함을 알 수 있었다.
이로서 AMPK 신호전달경로가 다양한 식품소재에 의한 항비만 효과에 있어서 중요함을 알 수 있었다' 이런 선행연구를 바탕으로 하여 지방세포의 분화억제 효과가 있는 하나의 식품소재인 진세노사이드 역시 AMPK 신호전달 경로에 영향을 줄 것으로 예상하여 실험을 진행하였다. 그 결과, 진세노사이드 Rd의 비만억제효과는 AMPK 활성화를 통하여 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과가 시사하는 것은 진세노사이드가 세포 내 에너지중심 단백질인 AMPK를 활성화시킬 수 있으며, 이는 세포 내 AMPK로부터 시작되는 다양한 신호전달경로 단백질들을 조절할 가능성을 보여준 것이라 할 수 있다(9, 10).
이에 다양한 PPAR감마의 agonist또는 antagonist가 개발 중에 있으며, rosiglitazone으로 대표되는 이들 PPAR감마 agonist가 당뇨병 환자에 있어 임상적으로 탁월한 효과를 나타내고 있고 antagonist들은 비만 억제 효과를 나타내고 있다(14). 우리의 데이터가 보여주는 것은 진세노사이드 Rd는 PPAR 감마를 효과적으로 억제하는 것을 알 수 있었으며 이것은 PPAR 감마의 antagonist로서 작용할 수 있는 가능성을 보여준 것이라 할 수 있다. 이에 천연물의 지방효과탐색에 있어 AMPK신호전달 및 PPAR 감마의 dual screening system을 이용한다면 비만억제효과를 빠르고 간단하게 알 수 있을 것이라 예상된다.
2에서 보여주는 것처럼 AMPK의 활성화는 농도의존적으로 증가하는 것을 관찰할 수가 있었다. 이들 결과가 나타내는 것은 진세노사이드 Rd의 지방분화억제효과에 있어서 AMPK 신호전달경로의 활성화가 필요함을 알 수 있었다.
그 결과 PPAR- transcriptional activity는 PPAR감마의 agonist인 rosiglitazone에 의해 활성화 되는데 진세노 사이드 Rd가 이것의 전사활성을 억제하는 것으로 관찰하였다. 이들 결과로 유추할 수 있는 것은 항 비만의 타겟이 되는 PPAR 감마의 전사활성 또한 진세노 사이드 Rd가 효과적으로 억제하는 것으로 보아 진세노사이드 Rd는 비만억제에 효과가 탁월함을 알 수 있었다.
1에서 보여주듯 3T3-L1 지방세포에 ginsenoside Rd를 처리할 경우 지방의 생성이 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이들의 결과로 ginsenoside Rd는 3T3-L1 세포에서 효과적으로 지방분화를 억제하는 것을 알 수 있었으며 항비만 효과의 가능성을 가지고 있음을 알 수 있었다.
이상의 결과로 진세노사이드 Rd는 세포 내 에너지대사를 촉진하여 지방축적 억제에 탁월한 효과를 보일 것으로 사료된다.
후속연구
우리의 데이터가 보여주는 것은 진세노사이드 Rd는 PPAR 감마를 효과적으로 억제하는 것을 알 수 있었으며 이것은 PPAR 감마의 antagonist로서 작용할 수 있는 가능성을 보여준 것이라 할 수 있다. 이에 천연물의 지방효과탐색에 있어 AMPK신호전달 및 PPAR 감마의 dual screening system을 이용한다면 비만억제효과를 빠르고 간단하게 알 수 있을 것이라 예상된다.
아직 밝혀내지 못하였다. 향후 이들의 직접적인 조절기작 및 upstream 및 downstream분자의 탐색이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다. 다만 AMPK와 PPAR 감마의 활성화는 진세노사이드 Rd의 지방억제효과에 있어 필요함을 알 수 있었다.
참고문헌 (14)
Yun, T. K. (2003), Experimental and epidemiological evidence on non-organ specific cancer preventive effect of Korean ginseng and identification of active compounds, Mutat. Res. 524, 63-74
Shang, W., Y. Yang, B. Jiang, H. Jin, L. Zhou, S. Liu, and M. Chen (2006), Ginsenoside Rb1 promotes adipogenesis in 3T3-Ll cells by enhancing PPARgamma2 and C/EBPalpha gene expression, Life Sri. 80, 618-25
Towler, M. C. and D. G. Hardie (2007), AMP-activated protein kinase in metabolic control and insulin signaling, Circ. Res. 100, 328-41
Yin, W., J. Mu, and M. J. Bimbaum (2003), Role of AMP-activated protein kinase in cyclic AMP-dependent lipolysis In 3T3-Ll adipocytes, J. Biol. Chem. 278, 43074-80
Kudo, M., A. Sugawara, A. Uruno, K. Takeuchi, and S. Ito (2004), Transcription suppression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma2 gene expression by tumor necrosis factor alpha via an inhibition of CCAAT/ enhancer-binding protein delta during the early stage of adipocyte differentiation, Endocrinology 145, 4948-56
Wagatsuma, A. (2006) Upregulation of gene encoding adipogenic transcriptional factors C/EBPalpha and PPARgamma2 in denervated muscle, Exp. Physiol. 91, 747-53
Hwang, J. T., I. J. Park, J. I. Shin, Y. K. Lee, S. K. Lee, H. W. Baik, J. Ha, and O. J. Park (2005), Genistein, EGCG, and capsaicin inhibit adipocyte differentiation process via activating AMP-activated protein kinase, Biochem. Biophys. Res. Commun. 338, 694-9
Zang, M., S. Xu, K. A. Maitland-Toolan, A. Zuccollo, X. Hou, B. Jiang, M. Wierzbicki, T. J. Verbeuren, and R. A. Cohen (2006), Polyphenols stimulate AMP-activated protein kinase, lower lipids, and inhibit accelerated atherosclerosis in diabetic LDL receptor-deficient mice, Diabetes 55, 2180-91
Hong, S. P., F. C. Leiper, A. Woods, D. Carling, and M. Carlson (2003), Activation of yeast Snfl and mammalian AMP-activated protein kinase by upstream kinases, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100, 8839-43
Cheng, Z., T. Pang, M. Gu, A. H. Gao, C. M. Xie, J. Y. Li, F. J. Nan, and J. Li (2006), Berberine-stimulated glucose uptake in L6 myotubes involves both AMPK and p38 MAPK, Biochim. Biophys. Acta. 60, 1682-9
Nedergaard, J., N. Petrovic, E. M. Lindgren, A. Jacobsson, and B. Cannon (2005), PPARgamma in the control of brown adipocyte differentiation, Biochim. Biophys. Acta. 40, 293-304
Lee, S. Y., G. Y. Hur, K. H. Jung, H. C. Jung, S. Y. Lee, J. H. Kim, C. Shin, J. J. Shim, K. H. In, K. H. Kang, and S. H. Yoo (2006), PPAR-gamma agonist increase gefitinib's antitumor activity through PTEN expression, Lung Cancer 51, 297-301
Nakano, R., E. Kurosaki, S. Yoshida, M. Yokono, A. Shimaya, T. Maruyama, and M. Shibasaki (2006), Antagonism of peroxisome proliferator-activated receptor gamma prevents high-fat diet-induced obesity in vivo, Biochem. Pharmacol. 72, 42-52
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.