회향종자(Foeniculi fructus)의 물 추출물이 비만과 관련된 지질대사 효소의 활성에 미치는 효과 Effects of Foeniculi fructus Water Extracts on Activities of Key Enzymes of Lipid Metabolism Related with Obesity원문보기
본 연구는 회향종자 물 추출물이 비만과 관련된 지질대사를 조절하는 효소들 가운데 lipoprotein lipase(LPL), acyl-CoA synthetase(ACS), hormone sensitive lipase(HSL)의 활성에 미치는 효과를 알아보았다. 정상 마우스에서 회향종자 물 추출물의 LPL 활성은 최고 21.9% 억제되었고, ACS와 HSL의 효소 활성은 각각 151.8%, 174.0% 증가되었다. 고지방식이 유도 비만 마우스에서 LPL은 12.0% 활성이 억제되었으며, ACS와 HSL은 742.0%, 134.4% 활성이 증가하였다. 결과적으로 회향종자 물 추출물이 효과적으로 세포내로 지방산의 유입을 억제하며, 유입된 지방산을 에너지원으로 사용하는 대사과정을 활성화시킴으로서 항비만 효능을 갖는다는 것을 추정할 수 있다.
본 연구는 회향종자 물 추출물이 비만과 관련된 지질대사를 조절하는 효소들 가운데 lipoprotein lipase(LPL), acyl-CoA synthetase(ACS), hormone sensitive lipase(HSL)의 활성에 미치는 효과를 알아보았다. 정상 마우스에서 회향종자 물 추출물의 LPL 활성은 최고 21.9% 억제되었고, ACS와 HSL의 효소 활성은 각각 151.8%, 174.0% 증가되었다. 고지방식이 유도 비만 마우스에서 LPL은 12.0% 활성이 억제되었으며, ACS와 HSL은 742.0%, 134.4% 활성이 증가하였다. 결과적으로 회향종자 물 추출물이 효과적으로 세포내로 지방산의 유입을 억제하며, 유입된 지방산을 에너지원으로 사용하는 대사과정을 활성화시킴으로서 항비만 효능을 갖는다는 것을 추정할 수 있다.
This study was carried out to estimate beneficial effects of Foeniculi fructus water extract on activities of key enzymes such as lipoprotein lipase (LPL), acyl-CoA synthetase (ACS), and hormone sensitive lipase (HSL) on lipid metabolism related with obesity. LPL and ACS were extracted from the epid...
This study was carried out to estimate beneficial effects of Foeniculi fructus water extract on activities of key enzymes such as lipoprotein lipase (LPL), acyl-CoA synthetase (ACS), and hormone sensitive lipase (HSL) on lipid metabolism related with obesity. LPL and ACS were extracted from the epididymal adipose tissue and liver of C57BL/6J normal and obese mouse. Foeniculi fructus water extract treatment significantly reduced the activity of normal and obese LPL. When 100 ppm of Foeniculi fructus water extracts were tested, they decreased obese LPL activity by 12.0%. Foeniculi fructus water extract activated obese ACS activity by 7-fold compared with control at 1,000 ppm concentration. Expression of HSL mRNA was increased in Foeniculi fructus water extracts treated cells compared with non treated cells. All things considered, Foeniculi fructus water extract efficiently inhibits the influx of fatty acid into the cell, and activates metabolic process that uses fatty acids flowing as an energy source. Thus, it suggest that Foeniculi fructus water extract may have great potential as a novel anti-obesity agent.
This study was carried out to estimate beneficial effects of Foeniculi fructus water extract on activities of key enzymes such as lipoprotein lipase (LPL), acyl-CoA synthetase (ACS), and hormone sensitive lipase (HSL) on lipid metabolism related with obesity. LPL and ACS were extracted from the epididymal adipose tissue and liver of C57BL/6J normal and obese mouse. Foeniculi fructus water extract treatment significantly reduced the activity of normal and obese LPL. When 100 ppm of Foeniculi fructus water extracts were tested, they decreased obese LPL activity by 12.0%. Foeniculi fructus water extract activated obese ACS activity by 7-fold compared with control at 1,000 ppm concentration. Expression of HSL mRNA was increased in Foeniculi fructus water extracts treated cells compared with non treated cells. All things considered, Foeniculi fructus water extract efficiently inhibits the influx of fatty acid into the cell, and activates metabolic process that uses fatty acids flowing as an energy source. Thus, it suggest that Foeniculi fructus water extract may have great potential as a novel anti-obesity agent.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 회향종자의 물 추출물이 비만과 관련된 지질대사 관련 주요 효소들의 활성변화에 미치는 효과를 살펴봄으로써 항비만 소재 선택을 위한 과학적 근거를 얻고자 하였다.
본 연구는 회향종자 물 추출물이 비만과 관련된 지질대사를 조절하는 효소들 가운데 lipoprotein lipase(LPL), acyl-CoA synthetase(ACS), hormone sensitive lipase (HSL)의 활성에 미치는 효과를 알아보았다. 정상 마우스에서 회향종자 물 추출물의 LPL 활성은 최고 21.
HSL은 지방분해 효소로 cAMP의 영향을 받아 세포내 작은 덩어리 형태로 존재하는 중성지방을 분해하여 지방산과 글리세롤을 생성하는 역할을 담당하며(Langin and Arner, 2006), HSL의 활성이 높아지게 되면 세포 및 조직 내 중성지방 분해를 촉진하게 된다. 본 연구에서는 HSL 및 ACS의 활성을 증가시키고, 또한 LPL의 활성을 감소시켜 항비만에 도움을 줄 수 있는 천연소재를 찾고자 하였다.
회향종자 물 추출물이 정상 쥐와 비만 쥐의 부고환 지질로부터 분리된 LPL의 활성에 미치는 영향을 알아보았다. Fig.
제안 방법
3T3-L1 세포는 DMEM (Dulbeco’s Modified Eagle Medium) 배지에 10% fetal bovine serum, 1% penicillin-streptomycin을 첨가하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다.
3T3-L1 세포를 24-well plate에 1×105 cells/㎖ 농도로 1000 ㎕씩 각 well에 첨가하여 5% CO2 와 37℃ 조건에서 72시간 동안 배양시킨 후 배지를 제거한 후 회향종자 물추출물과 1 μM DEX, 500 μM IBMX, 10 ㎍/㎖ insulin 1000 ㎕를 첨가하여 72시간 동안 배양하였다.
5× firststrand 완충액 4 ㎕, dNTP mix(10 mM each) 2 ㎕, DTT (100 mM) 2 ㎕ 및 SuperScript reverse transcriptase (II) 1 ㎕를 첨가한 후 42℃에서 50분, 70℃에서 15분간 반응시켜 cDNA를 합성하였다.
PCR tube에 GoTaq Green Master 10 ㎕, forward primer 와 reverse primer를 각각 0.5 ㎕, nuclease free water 8 ㎕, first-strand cDNA(DNA templet) 1 ㎕을 첨가하여잘 섞은 후 mouse HSL mRNA 발현을 보기 위해 mouse HSL primer를 함유하고 있는 혼합물을 94℃에서 4분간 pre-denature 시킨 후, 94℃에서 30초간, 54℃에서 30초 간, 72℃에서 30초간 25 cycles 실시하였고, 최종적으로 72℃에서 5분간 extension 반응하였다. PCR 산물은 0.
5 ㎕, nuclease free water 8 ㎕, first-strand cDNA(DNA templet) 1 ㎕을 첨가하여잘 섞은 후 mouse HSL mRNA 발현을 보기 위해 mouse HSL primer를 함유하고 있는 혼합물을 94℃에서 4분간 pre-denature 시킨 후, 94℃에서 30초간, 54℃에서 30초 간, 72℃에서 30초간 25 cycles 실시하였고, 최종적으로 72℃에서 5분간 extension 반응하였다. PCR 산물은 0.002% ethidium bromide가 첨가된 1.2% agarose gel, 100v에서 30분간 전기영동한 후 자외선 광으로 유전자 발현정도를 알아보았다. 밴드의 정량은 SigmaGel(Jandel Scientific, San Rafael, CA, USA) 소프트웨어에 의해 분석하였고, 내부 표준물로써 GAPDH를 사용하였다(Oh et al.
, 1982; Shirai and Jackson, 1982). Reagent A(100 mM sodium phosphate buffer with 150 mM sodium chloride and 0.5%(v/v) Triton X-100, pH 7.2) 800 ㎕에 시료 100 ㎕을 넣고 분획하여 얻은 LPL 효소용액 100 ㎕ 와 reagent C[50 mM p-Nitrophenyl Butyrate(PNPB)을 reagent B로 녹임] 10 ㎕로 발색시켜 570 ㎚에서 비색 정량하여 LPL의 활성을 측정하였다.
건조된 시료는 분쇄한 후 10.7배 증류수를 가하여 60°C shaking incubator(KMC 8480SF, VISION, Korea)에서 24시간 추출하였다.
물과 식이는 ad libitum으로 급여하였고, 사육조건은 온도 21 ± 2℃, 습도 50 ± 10%에서 12시간 주기로 명암조절을 하였다.
2% agarose gel, 100v에서 30분간 전기영동한 후 자외선 광으로 유전자 발현정도를 알아보았다. 밴드의 정량은 SigmaGel(Jandel Scientific, San Rafael, CA, USA) 소프트웨어에 의해 분석하였고, 내부 표준물로써 GAPDH를 사용하였다(Oh et al., 2009; Choi et al., 2010).
대상 데이터
본 연구에서는 9주령의 C57BL/6J 수컷 17마리를 구입하여 일주일간 적응시킨 후 일반식이군과 고지방식이군으로 나누어 6주간 사육하여 비만을 유도하였다. 물과 식이는 ad libitum으로 급여하였고, 사육조건은 온도 21 ± 2℃, 습도 50 ± 10%에서 12시간 주기로 명암조절을 하였다.
지방세포에서 분비되는 HSL 효소의 활성을 측정하기 위하여 3T3-L1 지방전구 세포를 한국세포주은행에서 구입하여 배양하면서 실험에 사용하였다. 3T3-L1 세포는 DMEM (Dulbeco’s Modified Eagle Medium) 배지에 10% fetal bovine serum, 1% penicillin-streptomycin을 첨가하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다.
회향종자는 춘천시 소재 한약건재상에서 구입하여 양질의 것을 엄선하여 건조하였다. 건조된 시료는 분쇄한 후 10.
데이터처리
실험에서 얻어진 결과는 GraphPad InStat(GraphPad InStat Version 3.00, 2003)를 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었으며, 분산분석을 실시하여 유의성이 있는 경우 Tukey-Kramer multiple comparisons test에 의하여 검정하였다.
이론/모형
ACS의 활성은 Shimizu의 방법으로 측정하였다(Shimizu et al., 1979). E-tube에 reagent A(200 mM Tris Buffer with 20 mM Magnesium Chloride, 2 mM EDTA, 0.
First-stand cDNA를 합성하기 위하여 Superscript reverse transcriptase(II)를 이용하였다. Oligo(dT) primer와 dNTP mix를 동일량 섞어 1 ㎕ PCR 튜브에 넣고 추출한 RNA (2 ㎍)와 RNase-free 증류수로 최종 부피가 11 ㎕가 되도록 맞추고 65℃에서 5분 반응시킨 후 냉각시켰다.
LPL 효소의 활성은 Quinn 등의 방법으로 측정하였다 (Quinn et al., 1982; Shirai and Jackson, 1982). Reagent A(100 mM sodium phosphate buffer with 150 mM sodium chloride and 0.
성능/효과
Fig. 1에서와 같이 정상 마우스의 LPL 활성은 대조군과 비교하여 회향종자 물 추출물 각 처리 농도에 의해 현저하게 감소하였고, 회향종자 물 추출물의 농도가 1,000 ppm일때 LPL의 활성은 208.4 ± 7.9 Units/㎎ protein로 나타 나서 LPL의 활성이 21.9% 억제되었다.
Fig. 3에서 미분화세포에서 측정한 결과 대조군과 비교하여 회향종자 물 추출물의 모든 처리농도에서 HSL mRNA 발현량이 증가되었으며, 250 ppm과 500 ppm 처리농도에서는 174%로 HSL mRNA 발현량이 유의적으로 증가되었다(p<0.01, p<0.001).
Fig. 4와 같이 분화된 세포로 측정한 결과는 회향종자 물 추출물의 1,000 ppm 농도에서 HSL mRNA 발현량이 134.4%로 유의적으로 증가하였다(p<0.01).
001). 결과적으로 회향종자 물 추출물이 ACS 효소의 활성화를 통해 이화경로를 촉진하여 지방산을 에너지원으로 사용하여 비만 개선에 효과적이라 사료된다.
4% 활성이 증가하였다. 결과적으로 회향종자 물 추출물이 효과적으로 세포내로 지방산의 유입을 억제하며, 유입된 지방산을 에너지원으로 사용하는 대사과정을 활성화시킴으로서 항비만 효능을 갖는다는 것을 추정할 수 있다.
0% 증가되었다. 고지방식이 유도 비만 마우스에서 LPL은 12.0% 활성이 억제되었으며, ACS와 HSL은 742.0%, 134.4% 활성이 증가하였다. 결과적으로 회향종자 물 추출물이 효과적으로 세포내로 지방산의 유입을 억제하며, 유입된 지방산을 에너지원으로 사용하는 대사과정을 활성화시킴으로서 항비만 효능을 갖는다는 것을 추정할 수 있다.
고지방식이 유도 비만 흰쥐에서는 무처리군인 대조군과 비교하여 회향종자물 추출물의 처리에 의해 모든 농도에서 LPL의 활성이 감소 하였고, 1,000 ppm 일 때 240.5 ± 9.5 Units/㎎ protein 로 12.0%의 LPL 활성억제가 나타났다.
비만 마우스는 회향종자 물 추출물의 모든 농도에서 ACS 활성이 현저하게 유의적으로 증가되었으며, 특히 가장 고농도에 1,000 ppm 처리군에서는 대조군과 비교하였을 때 742%로 ACS의 활성이 증가하였다(p<0.001).
본 연구는 회향종자 물 추출물이 비만과 관련된 지질대사를 조절하는 효소들 가운데 lipoprotein lipase(LPL), acyl-CoA synthetase(ACS), hormone sensitive lipase (HSL)의 활성에 미치는 효과를 알아보았다. 정상 마우스에서 회향종자 물 추출물의 LPL 활성은 최고 21.9% 억제되었고, ACS와 HSL의 효소 활성은 각각 151.8%, 174.0% 증가되었다. 고지방식이 유도 비만 마우스에서 LPL은 12.
정상 마우스에서의 ACS 활성은 회향종자 물 추출물 250 ppm 농도에서 0.15 ± 0.01 Units/ ㎎ protein으로 나타나 무처리군인 대조군에 비하여 ACS 의 활성이 151.8% 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
후속연구
01). 결과적으로 회향종자 물 추출물이 HSL mRNA의 발현량을 증가시킴으로써 지방분해를 촉진하여 비만개선 효과가 있을 것으로 사료되며, 향후 HSL의 단백질 발현량을 확인해볼 가치가 있다고 판단된다.
0%의 LPL 활성억제가 나타났다. 결과적으로 회향종자 물 추출물이 LPL의 활성을 억제하여 혈중 중성지방의 세포내 유입을 저하시켜 비만의 개선과 예방에 도움이 될것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
회향은 무엇인가?
회향은 미나리과에 속하는 식물로 오래전부터 약재로 널리 이용된 식물이며, 회향종자는 전통적으로 항염증, 진통 제, 구충제, 이뇨제, 진경제로 사용되어 왔다(Oktay et al., 2003).
회향종자 물 추출물이 비만과 관련된 지질대사를 조절하는 효소들 가운데 LPL, ACS, HSL의 활성에 미치는 효과를 연구한 결과는 어떻게 되는가?
본 연구는 회향종자 물 추출물이 비만과 관련된 지질대사를 조절하는 효소들 가운데 lipoprotein lipase(LPL), acyl-CoA synthetase(ACS), hormone sensitive lipase(HSL)의 활성에 미치는 효과를 알아보았다. 정상 마우스에서 회향종자 물 추출물의 LPL 활성은 최고 21.9% 억제되었고, ACS와 HSL의 효소 활성은 각각 151.8%, 174.0% 증가되었다. 고지방식이 유도 비만 마우스에서 LPL은 12.0% 활성이 억제되었으며, ACS와 HSL은 742.0%, 134.4% 활성이 증가하였다. 결과적으로 회향종자 물 추출물이 효과적으로 세포내로 지방산의 유입을 억제하며, 유입된 지방산을 에너지원으로 사용하는 대사과정을 활성화시킴으로서 항비만 효능을 갖는다는 것을 추정할 수 있다.
지질대사의 조절과 관련된 주요 효소에는 무엇이 있는가?
항비만을 위한 전략으로는 식욕조절, 지방의 소화 및 흡수방해, 적응성 열 발생을 통한 에너지 소비의 증가 및 지질대사 조절 등의 방법이 알려져 있으며(Ahn et al., 2007), 이들 중 지질대사의 조절과 관련된 주요 효소들로 lipoprotein lipase(LPL), acyl-CoA synthetase(ACS), hormone sensitive lipase(HSL) 등이 있다(Chiu et al., 1997; Mead et al.
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