선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 누에로부터 추출한 실크 세리신 추출물이 streptozotocin (STZ 55 ㎎/㎏ B.W., I.P. injection)으로 유도된 당뇨성 Sprague Dawley계 수컷 흰쥐에 있어서, 혈당 및 혈청 지질 농도 개선 효과와 당질대사 이상 등에 관여하는 효소의 활성 변동을 생리생화학적 측면에서 검토하기 위하여 본 실험을 수행하였다. 대조군인 CG군을 비롯한 STZ 당뇨 유발군(BSW군), 당뇨 유발에 실크 세리신을 급여시킨 군(ESS군)을 5주간 실험 사육한 결과, 혈당 농도는 당뇨 유발군에 실크 세리신을 섭취함으로써 유의적인 감소 효과를 보였다.
- 따라서 본 연구는 누에로부터 추출한 실크 세리신이 streptozotocin으로 유도된 당뇨성 흰쥐의 혈당 저하 효과와 지질 농도 개선에 미치는 영향을 확인한 후, 기능성 신소재 등의 자원으로 활용 방안을 검토하는데 기초 자료를 제공하기 위하여 실험을 실시하였다.
제안 방법
- 식이 조성 및 실험군은 Table 1과 같다. 기본 식이를 섭취시킨 대조군(CG군)인 정상군(normal-nondiabetic), streptozotocin (STZ, 55 ㎎/㎏ B.W., I.P. injection)을 0.01 M 구연산 완충용액(pH 4.5)에 용해한 후 복강 내 주사하여 실험 사육시킨 실험군(BSW군)인 당뇨대조군(control-diabetic)과 당뇨실험군(diabeticsericin)의 ESS군은 STZ을 복강 주사한 후 실크 세리신 추출물 10%(100 g/㎏ diet)를 첨가 조제하였다.
- 실험 사육 최종일에는 7시간 절식시킨 후 에테르 마취 하에 심장채혈법으로 채혈하였으며, 혈액은 4℃에서 약 1시간 정도 방치한 후 분당 3,000 cycle로 15분간 원심분리하여 혈청을 취하여 실험에 사용하였다. 실험 사육 시작과 최종일에 체중을 측정하였으며, 사료 섭취량은 매일 사료 잔량을 측정하여 식이 효율을 산출하였다.
- 예비 사육 및 실험 사육 기간 중 물은 자유로이 섭취시켰으며, 사육실의 온도는 20±1℃, 습도는 50±10%로 유지시켰고, 명암은 12시간(07:00~19:00) 주기로 조명하였다. 실험 사육 최종일에는 7시간 절식시킨 후 에테르 마취 하에 심장채혈법으로 채혈하였으며, 혈액은 4℃에서 약 1시간 정도 방치한 후 분당 3,000 cycle로 15분간 원심분리하여 혈청을 취하여 실험에 사용하였다. 실험 사육 시작과 최종일에 체중을 측정하였으며, 사료 섭취량은 매일 사료 잔량을 측정하여 식이 효율을 산출하였다.
- 실험에 사용된 실크 세리신의 추출은 Lee 등(2001)의 방법을 약간 변경하여 조제하였다. 정선된 누에고치에 30배 중량의 물을 첨가하고 110℃에서 5시간 가열한 후 여과하여 잔사를 제거하고 여과액을 얻었다.
- 예비 사육 및 실험 사육 기간 중 물은 자유로이 섭취시켰으며, 사육실의 온도는 20±1℃, 습도는 50±10%로 유지시켰고, 명암은 12시간(07:00~19:00) 주기로 조명하였다.
- 혈청 중의 중성지질 농도는 중성지질 측정용 kit 시약(Triglyzyme-V, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였으며, 인지질 농도는 인지질 측정용 kit 시약(PLzyme, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였다. 유리 콜레스테롤 농도는 유리 콜레스테롤 측정용 kit 시약(Freecholestezyme-V555, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였으며, 콜레스테롤 에스테르 농도는 총 콜레스테롤 농도에서 유리 콜레스테롤 농도를 뺀 평균값으로 표시하였다.
- 즉, 단백질 함량으로 30 ㎎ 정도의 실크 세리신 분말을 cap tube에 취하고 β-mercaptoethanol 0.04%를 함유한 6 N HCl을 단백질량의 1,000배 이상 가하여 질소 가스를 8분간 충전하여 탈기시킨 다음, 110℃ sand bath상에서 24시간 가수분해한 후, 농축 건조하여 잔사를 0.2 N sodium citrate buffer(pH 2.2)로써 50 ㎖로 용량을 맞추어, 아미노산 자동분석기(Hitachi model 835, Japan)로 분석하였다.
- 혈당 농도는 혈당 측정용 kit 시약(GLzyme, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였다. 즉, 혈청 0.02 ㎖에 효소 시액 3.0 ㎖를 가하여 37℃에서 15분간 가온한 후, 500 ㎚에서 흡광도를 측정하여 산출하였다.
- 혈당 농도는 혈당 측정용 kit 시약(GLzyme, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였다. 즉, 혈청 0.
- 35를 곱한 값으로 표시하였다. 혈청 중의 중성지질 농도는 중성지질 측정용 kit 시약(Triglyzyme-V, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였으며, 인지질 농도는 인지질 측정용 kit 시약(PLzyme, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였다. 유리 콜레스테롤 농도는 유리 콜레스테롤 측정용 kit 시약(Freecholestezyme-V555, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였으며, 콜레스테롤 에스테르 농도는 총 콜레스테롤 농도에서 유리 콜레스테롤 농도를 뺀 평균값으로 표시하였다.
- 혈청 중의 총 콜레스테롤 농도는 총 콜레스테롤 측정용 kit 시약(Cholestezyme-V, Eiken, Tokyo, Japan), HDL(high density lipoprotein)-콜레스테롤 농도는 HDL-콜레스테롤 측정용 kit 시약(HDL-C555, Eiken, Tokyo, Japan), 혈청 LDL(low density lipoprotein)의 농도는 LDL 측정용 kit 시약(β-lipoprotein C-Test, Wako, Osaka, Japan)으로 측정하였으며, LDL-콜레스테롤 농도는 LDL 농도에 0.35를 곱한 값으로 표시하였다.
대상 데이터
- 평균 체중이 60±5 g인 4주령된 Sprague Dawley계 수컷 흰 쥐(충북 음성군 DAE HAN BIOLINK Co, LTD, Korea)를 구입하여, 5% 옥수수유(신동방(주), pure refined corn salad oil, Korea)를 함유하는 기초 식이로 9일간 예비 사육하여 적응시킨 후 난괴법(Randomized Complete Block Design)에 의해서 6마리씩 3군으로 metabolic cage(JD-C-71, 정도산업, 한국)에 나누어 5주간 실험 사육하였다.
- 표준시약(polyethylene glycol kit, type PEG-10; Sigma, St. Louis, USA) 및 제조한 실크 세리신 시료 0.01 g을 정확히 칭량하여 증류수(D.W.), 아세토니트릴(ACN) 및 트리플루오로 초산(TFA)의 혼합 용매(DW:ACN:TFA=55:45:0.1, v/v/v)에 용해시켜 실온에서 하룻밤 방치한 후, 0.45 ㎛ membrane filter(Sigma, St. Louis, USA)로 여과한 것을 표준 및 시험용액으로 사용하였다. 표준시약을 HPLC에 주입하여 검량선을 작성한 다음, 검체에 대하여 TSK Gel G2500PWXL column(Φ 7.
데이터처리
- * Values are the means of 6 replicates±S.D., Means with different letters are significantly different at p<0.05 as determined by Duncan's multiple range test.
- 분석 결과의 통계 처리는 실험군 당 평균치와 표준편차를 계산하였고, 군 간의 차이는 One-way analysis of variance(ANOVA, version 12.0) 분석 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test에 의하여 각 실험군 간의 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- Aminotransferase의 활성은 Reitman & Frankel(1957)의 방법에 준해 조제된 kit 시약(혈청 transaminase 측정 시약, Eiken, Tokyo, Japan)을 사용하여 혈청 중 aspartate aminotransferase(AST) 및 alanine aminotransferase(ALT) 활성을 측정하였으며, 단위는 혈청 1 ㎖당 unit로 표시하였다.
- tryptophan은 Hugli & Moore(1972)의 방법에 의하여 알칼리 가수분해법으로 분해시켜, 550 ㎚에서 비색 정량하였다.
- 총 아미노산 분석용 시료는 산가수분해법으로 분해하였다. 즉, 단백질 함량으로 30 ㎎ 정도의 실크 세리신 분말을 cap tube에 취하고 β-mercaptoethanol 0.
- 표준시약을 HPLC에 주입하여 검량선을 작성한 다음, 검체에 대하여 TSK Gel G2500PWXL column(Φ 7.8× 300㎜, TOSOH Co.)을 사용하여 size exclusion chromatography(SEC) 방법에 따라 검체의 분자량 분포를 GPC program water 510(Waters Co., Ltd, Boston, Massachusetts, USA)을 이용하여 분석하였다.
성능/효과
- 1과 같다. 대조군인 18.8 unit/㎖에 비해 여타 실험군에서 높게 나타났으나, 당뇨성 흰쥐 실험군인 BSW군(24.2 unit/㎖)에 비해서 실크 세리신을 급여시킨 ESS군이 21.0 unit/㎖로 낮게 나타났다. 고지혈증과 당뇨병에 의한 합병증 및 간염, 간경변 등 간 조직이나 담관의 폐쇄에 의해서 ALP의 활성이 증가되며(Kim KH 1980), 누에 추출물을 투여함으로써 ALP 활성이 약 41% 감소되었다고 한다(Kang 등 2001).
- injection)으로 유도된 당뇨성 Sprague Dawley계 수컷 흰쥐에 있어서, 혈당 및 혈청 지질 농도 개선 효과와 당질대사 이상 등에 관여하는 효소의 활성 변동을 생리생화학적 측면에서 검토하기 위하여 본 실험을 수행하였다. 대조군인 CG군을 비롯한 STZ 당뇨 유발군(BSW군), 당뇨 유발에 실크 세리신을 급여시킨 군(ESS군)을 5주간 실험 사육한 결과, 혈당 농도는 당뇨 유발군에 실크 세리신을 섭취함으로써 유의적인 감소 효과를 보였다. 또한, 혈청 총 콜레스테롤, 동맥경화지수, LDL, LDL-콜레스테롤, 중성지방 및 인지질 농도, 유리 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르 비 등은 실크 세리신을 섭취시킨 군(ESS군)에서 농도가 저하되는 것으로 나타났다.
- 혈청 중 alkaline phosphatase(ALP) 및 aminotransferase(AST, ALT)의 활성은 당뇨를 유도시킨 후 실크 세리신을 섭취시킴으로써 저하되는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험 결과, 실크 세리신 추출물이 STZ으로 유발된 당뇨성 흰쥐의 혈당 조절 기능 및 지질대사 이상 등에서 오는 당뇨성 질환의 예방 및 개선에 효과가 있을 것으로 추정된다.
- 9 mg/㎗로 유의적으로 감소되었다. 또한, HDL-콜레스테롤 농도는 BSW군의 21.9 ㎎/㎗에 비하여 실크 세리신을 투여함으로써 22.2 ㎎/㎗로 증가를 보였다. 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤 농도 비는 BSW군(20.
- 8 unit/㎖)로 인하여 유의적인 감소를 보였다. 또한, 혈청 ALT 활성은 CG군 (21.4 unit/㎖)에 비해 BSW군(25.5 unit/㎖) 및 ESS군(22.9 unit/㎖)에서 증가된 것으로 나타났으나, 실크 세리신 급여로 ESS군의 AST와 ALT가 감소되는 것을 관찰할 수가 있었다. Aminotransferase 활성은 간 실질세포의 장애 등에 의해서 증가된다고 알려져 있다(Yi & Rhee 1996).
- 대조군인 CG군을 비롯한 STZ 당뇨 유발군(BSW군), 당뇨 유발에 실크 세리신을 급여시킨 군(ESS군)을 5주간 실험 사육한 결과, 혈당 농도는 당뇨 유발군에 실크 세리신을 섭취함으로써 유의적인 감소 효과를 보였다. 또한, 혈청 총 콜레스테롤, 동맥경화지수, LDL, LDL-콜레스테롤, 중성지방 및 인지질 농도, 유리 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르 비 등은 실크 세리신을 섭취시킨 군(ESS군)에서 농도가 저하되는 것으로 나타났다. 한편, HDL-콜레스테롤 및 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤 비 등은 실크 세리신 섭취에 의해서 증가되는 것으로 나타났다.
- 효소 처리하여 제조한 실크 세리신의 아미노산 조성은 Table 3에 나타내었다. 분석 결과, 주요 아미노산은 serine 30.06%, aspartic acid 18.40% 및 glycine이 9.94%로 대부분을 차지하였다. 이는 누에 세리신에는 세린, 아스파라긴산 및 글리신을 다량 함유하고, 다른 아미노산의 분포는 소량 존재한다(Kato 등 1998)는 보고와 같은 결과를 나타내었다.
- 유리 콜레스테롤과 콜레스테롤 에스테르는 당뇨 유발군인 BSW군에 비해 실크 세리신 급여군인 ESS군에서 저하되는 것으로 나타났고, 콜레스테롤 에스테르 비 또한, 실크 세리신 섭취군에서 낮은 비율의 경향을 보였다. 콜레스테롤 에스테르 비는 고지혈증과 당뇨와 같은 합병증일 때 증가되며, 간질환 진단의 지표로 사용되기도 한다(Kim KH 1980).
- 4㎎/㎗이었다. 이에 실크 세리신을 급여한 결과 혈당량은 약 314.8 ㎎/㎗인 결과를 나타냄으로써 실크 세리신의 급여는 당뇨성 흰쥐의 증상을 조절시키는 결과를 얻었다. STZ 유발 당뇨쥐에게 누에 가루 제조환을 섭취시킴으로써 혈당 강하 정도가 현저하며(Jang & Rhee 2004), 이는 누에 중의 deoxynojirimycin(DNJ)이 α-glucosidase, α-mannosidase 및 β-galactosidase의 활성을 경쟁적으로 억제하여 혈당을 조절한다고 하였다(Chung 등 1996).
- 2 ㎎/㎗로 증가를 보였다. 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤 농도 비는 BSW군(20.0%)보다 실크 세리신 급여군(24.8%)에서 높은 비율을 나타내었고, 동맥경화지수는 BSW군(4.0)에 비해 ESS군이 낮게 나타났으나, 대조군의 수준에는 미치지 못하였다. 이러한 결과는 지질대사 장애에 의하여 총 콜레스테롤 농도는 증가되고, HDL-콜레스테롤 농도는 저하되며(Goldberg RR 1981), 당뇨성 흰쥐에 있어서 당뇨가 진행될수록 혈중 VLDL(very low density lipoprotein) 제거율이 감소되어 혈액 중의 지질 성분이 증가되는 것으로 알려져 있다(Tol AV 1977; Baron 등 1984).
- 또한, 혈청 총 콜레스테롤, 동맥경화지수, LDL, LDL-콜레스테롤, 중성지방 및 인지질 농도, 유리 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르 비 등은 실크 세리신을 섭취시킨 군(ESS군)에서 농도가 저하되는 것으로 나타났다. 한편, HDL-콜레스테롤 및 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤 비 등은 실크 세리신 섭취에 의해서 증가되는 것으로 나타났다. 혈청 중 alkaline phosphatase(ALP) 및 aminotransferase(AST, ALT)의 활성은 당뇨를 유도시킨 후 실크 세리신을 섭취시킴으로써 저하되는 것으로 나타났다.
- 혈청 AST 활성은 Fig. 2에서와 같이, STZ을 투여한 BSW 군(74.8 unit/㎖)이 대조군(64.5 unit/㎖)에 비하여 유의적으로 높게 나타났으나, 실크 세리신 급여(ESS군 68.8 unit/㎖)로 인하여 유의적인 감소를 보였다. 또한, 혈청 ALT 활성은 CG군 (21.
- 한편, HDL-콜레스테롤 및 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤 비 등은 실크 세리신 섭취에 의해서 증가되는 것으로 나타났다. 혈청 중 alkaline phosphatase(ALP) 및 aminotransferase(AST, ALT)의 활성은 당뇨를 유도시킨 후 실크 세리신을 섭취시킴으로써 저하되는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험 결과, 실크 세리신 추출물이 STZ으로 유발된 당뇨성 흰쥐의 혈당 조절 기능 및 지질대사 이상 등에서 오는 당뇨성 질환의 예방 및 개선에 효과가 있을 것으로 추정된다.
- 혈청 중 중성지질과 인지질 농도는 당뇨성 흰쥐 실험군에 있어서, 대조군에 비해 월등히 높게 나타났으나, 실험군 간에 있어서는 당뇨 유발 실험군인 BSW군에 비하여 실크 세리신 급여군인 ESS군의 농도가 감소되는 것으로 나타났다. Yoon 등(2005)은 흰쥐에 누에 추출물 1~2% 첨가군에서는 중성지질 및 인지질 농도의 변화는 없었으나, 5% 등의 첨가 사육에 따른 감소 효과는 더욱 컸다고 보고하였다.
- 혈청 중 총 콜레스테롤 농도는 Table 5에서와 같이, 대조군의 84.6 mg/㎗에 비해 다른 실험군에서 높게 나타났지만, STZ을 복강주사한 당뇨성 흰쥐 실험군의 109.2 mg/㎗에 비하여 실크 세리신을 섭취한 ESS군이 93.9 mg/㎗로 유의적으로 감소되었다. 또한, HDL-콜레스테롤 농도는 BSW군의 21.
후속연구
- LDL-콜레스테롤 농도는 각 군간에 있어서 LDL 농도와 같은 경향을 나타내었다. 따라서 실크 세리신을 급여시킴으로써 LDL-콜레스테롤 농도를 저하시킨 것으로 미루어 보아, 당뇨병의 합병증으로 유발될 수 있는 동맥경화 등의 예방 및 지질 농도 개선에 효과가 있을 것으로 추정된다. 또한, 실크세리신의 첨가 비율이 높을수록 LDL-콜레스테롤 농도가 유의적으로 감소되었다는 보고도 있다(Kim YH 2008).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.