비만은 대사성 질환의 주요 위험 인자이다. 최근, 천연물질들의 비만 개선효과에 관심이 집중되고 있다. 잔티젠은 체중감소와 지질 대사 개선 효과가 있는 것으로 알려진 미역에서 유래한 fucoxanthin과 석류씨 오일에서 유래한 punicic acid로 구성된 복합 추출물이다. 본 연구에서, 우리는 C57BL/6N 마우스를 이용하여 잔티젠이 고지방식이로 유도된 비만을 개선시킬 수 있는지 조사하였다. 마우스는 각각 정상식이 대조군, 고지방식이 대조군, 고지방식이 + 1% 잔티젠군, 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 양성대조군으로 나누어 11주간 사육하였다. 잔티젠 투여군은 고지방식이군과 비교하여 식이효율과 체중이 유의적으로 감소하였다. 체중 변화와 유사하게, 잔티젠은 복부부고환 지방조직과 후복막 지방조직 및 간의 무게를 고지방식이군 대비 뚜렷하게 감소시켰고, 혈청 LDL-콜레스테롤 함량 또한 유의적으로 감소시켰다. 이러한 결과들은 잔티젠의 탁월한 항비만 효과를 갖는 건강기능식품 소재로서의 개발 가능성을 제시한다.
비만은 대사성 질환의 주요 위험 인자이다. 최근, 천연물질들의 비만 개선효과에 관심이 집중되고 있다. 잔티젠은 체중감소와 지질 대사 개선 효과가 있는 것으로 알려진 미역에서 유래한 fucoxanthin과 석류씨 오일에서 유래한 punicic acid로 구성된 복합 추출물이다. 본 연구에서, 우리는 C57BL/6N 마우스를 이용하여 잔티젠이 고지방식이로 유도된 비만을 개선시킬 수 있는지 조사하였다. 마우스는 각각 정상식이 대조군, 고지방식이 대조군, 고지방식이 + 1% 잔티젠군, 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 양성대조군으로 나누어 11주간 사육하였다. 잔티젠 투여군은 고지방식이군과 비교하여 식이효율과 체중이 유의적으로 감소하였다. 체중 변화와 유사하게, 잔티젠은 복부부고환 지방조직과 후복막 지방조직 및 간의 무게를 고지방식이군 대비 뚜렷하게 감소시켰고, 혈청 LDL-콜레스테롤 함량 또한 유의적으로 감소시켰다. 이러한 결과들은 잔티젠의 탁월한 항비만 효과를 갖는 건강기능식품 소재로서의 개발 가능성을 제시한다.
Obesity is a risk factor for numerous metabolic diseases. Recently, naturally occurring compounds that may improve obesity have received increasing attention. Xanthigen is a mixture of fucoxanthin and punicic acid derived from brown seaweed and pomegranate seed, respectively, which have been traditi...
Obesity is a risk factor for numerous metabolic diseases. Recently, naturally occurring compounds that may improve obesity have received increasing attention. Xanthigen is a mixture of fucoxanthin and punicic acid derived from brown seaweed and pomegranate seed, respectively, which have been traditionally used for lipid-lowering effects in humans. In this study, we investigated whether Xanthigen attenuates high-fat diet-induced obesity in C57BL/6N mice. The mice were fed on a normal diet (ND), high-fat diet (HFD), HFD plus 1% Xanthigen or HFD plus 1% green tea extract (GTE) for 11 weeks. Food efficiency ratio (FER) and body weight were significantly reduced in mice fed HFD plus Xanthigen compared to HFD-fed mice. Consistent with the results in body weight change, Xanthigen also significantly decreased the weights of epididymal adipose tissue, retroperitoneal adipose tissue, and liver in HFD plus 1% Xanthigen-fed mice. The serum level of low-density lipoprotein (LDL)-cholesterol was significantly decreased in HFD plus Xanthigen-fed mice compared to HFD-fed mice. These results suggest that Xanthigen may be useful in the development of a functional health food for anti-obesity.
Obesity is a risk factor for numerous metabolic diseases. Recently, naturally occurring compounds that may improve obesity have received increasing attention. Xanthigen is a mixture of fucoxanthin and punicic acid derived from brown seaweed and pomegranate seed, respectively, which have been traditionally used for lipid-lowering effects in humans. In this study, we investigated whether Xanthigen attenuates high-fat diet-induced obesity in C57BL/6N mice. The mice were fed on a normal diet (ND), high-fat diet (HFD), HFD plus 1% Xanthigen or HFD plus 1% green tea extract (GTE) for 11 weeks. Food efficiency ratio (FER) and body weight were significantly reduced in mice fed HFD plus Xanthigen compared to HFD-fed mice. Consistent with the results in body weight change, Xanthigen also significantly decreased the weights of epididymal adipose tissue, retroperitoneal adipose tissue, and liver in HFD plus 1% Xanthigen-fed mice. The serum level of low-density lipoprotein (LDL)-cholesterol was significantly decreased in HFD plus Xanthigen-fed mice compared to HFD-fed mice. These results suggest that Xanthigen may be useful in the development of a functional health food for anti-obesity.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 고지방식이에 의해 유발된 비만 마우스에 잔티젠을 투여하여 마우스의 체중, 체지방 및 혈중 지질 함량 변화를 조사함으로써 비만의 예방 및 치료 효과가 우수한 기능성 소재로써 잔티젠의 유용성을 평가하였다.
제안 방법
마우스는 온도 22±1 oC, 상대습도 55±5%, 12시간 명암주기의 조건을 갖춘 동물사육실에서 1주일간 일반사료로 환경적응을 시킨 후 실험에 사용하였다. 1주일간 적응시킨 마우스는 난괴법에 따라 각 9마리씩 총 4군으로 분류하여 사육하였다. 실험군은 정상식이 대조군(ND), 고지방식이 대조군(HFD), 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군(HFD + Xanthigen), 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 양성대조군(HFD + GTE)으로 나누어 11주간 물과 함께 식이를 자유 급이 방법으로 공급하였다.
1주일간 적응시킨 마우스는 난괴법에 따라 각 9마리씩 총 4군으로 분류하여 사육하였다. 실험군은 정상식이 대조군(ND), 고지방식이 대조군(HFD), 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군(HFD + Xanthigen), 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 양성대조군(HFD + GTE)으로 나누어 11주간 물과 함께 식이를 자유 급이 방법으로 공급하였다. 식이는 10% 지방열량을 함유한 D12450B 사료(Research Diets, Inc.
실험군은 정상식이 대조군(ND), 고지방식이 대조군(HFD), 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군(HFD + Xanthigen), 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 양성대조군(HFD + GTE)으로 나누어 11주간 물과 함께 식이를 자유 급이 방법으로 공급하였다. 식이는 10% 지방열량을 함유한 D12450B 사료(Research Diets, Inc., New Brunswick, NJ, USA)를 정상식이 대조군에 공급하였고, 비만을 유도하기위해 45% 지방열량을 함유한 D12451 사료(Research Diets, Inc., New Brunswick, NJ, USA)를 고지방식이 대조군에 공급하였다. 그리고, 잔티젠과 녹차 추출물(양성대조군)의 항비만 효과를 살펴보기 위해 D12451 사료에 각각 1% 잔티젠(10 g 잔티젠/1 kg D12451 사료)과 1% 녹차 추출물(10 g 녹차 추출물/1 kg D12451 사료)을 혼이하여 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군과 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 투여군에 제공하였다 (Table 1).
, New Brunswick, NJ, USA)를 고지방식이 대조군에 공급하였다. 그리고, 잔티젠과 녹차 추출물(양성대조군)의 항비만 효과를 살펴보기 위해 D12451 사료에 각각 1% 잔티젠(10 g 잔티젠/1 kg D12451 사료)과 1% 녹차 추출물(10 g 녹차 추출물/1 kg D12451 사료)을 혼이하여 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군과 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 투여군에 제공하였다 (Table 1). 마우스의 식이섭취량은 2일마다 측정하였고, 체중은 1주일에 1회 측정하였다.
실험 종료 후 15시간 동안 절식시킨 마우스는 에테르 흡입 마취 후 복대정맥에서 혈액을 채취하여 3,500 g에서 10분간 원심분리에 의해 혈청을 분리하였다. 채혈 후 장기 무게를 측정하기 위해 간과 신장, 복부부고환 지방 조직(epididymal adipose tissue) 및 후복막 지방조직(retroperitoneal adipose tissue)을 적출하였다.
고지방식이 공급으로 유도되는 비만 마우스에서 체중, 식이섭취 및 식이효율 변화에 잔티젠이 미치는 영향을 살펴보기 위해 고지방식이와 잔티젠을 11주간 동시 급여하였다. 실험기간 동안 식이섭취량은 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군이 고지방식이 대조군에 비해 전반적으로 증가한 경향을 보였고, 이에 반해 양성대조군인 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 투여군은 전반적으로 감소한 경향을 보였다(Fig.
그리고, 잔티젠과 녹차 추출물(양성대조군)의 항비만 효과를 살펴보기 위해 D12451 사료에 각각 1% 잔티젠(10 g 잔티젠/1 kg D12451 사료)과 1% 녹차 추출물(10 g 녹차 추출물/1 kg D12451 사료)을 혼이하여 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군과 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 투여군에 제공하였다 (Table 1). 마우스의 식이섭취량은 2일마다 측정하였고, 체중은 1주일에 1회 측정하였다.
대상 데이터
마우스는 온도 22±1 oC, 상대습도 55±5%, 12시간 명암주기의 조건을 갖춘 동물사육실에서 1주일간 일반사료로 환경적응을 시킨 후 실험에 사용하였다.
본 연구에 사용한 잔티젠은 Polifenoles Naturales, SL (Ingenio, Las Palmas, Spain)에서 제공받아 실험에 사용하였다. 잔티젠은 4~6 mg/g의 fucoxanthin과 280~420 mg/g의 punicic acid를 기능성분으로 가진 복합 추출물이다.
잔티젠은 4~6 mg/g의 fucoxanthin과 280~420 mg/g의 punicic acid를 기능성분으로 가진 복합 추출물이다. 또한, 양성대조군으로 사용한 녹차 추출물은 70% catechins가 함유된 추출물로 Amax NutraSource, Inc. (Eugene, OR, USA)에서 구입하여 실험에 사용하였다.
실험동물은 C57BL/6N계 4주령의 웅성 마우스를 중앙실험 동물(Seoul, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 마우스는 온도 22±1 oC, 상대습도 55±5%, 12시간 명암주기의 조건을 갖춘 동물사육실에서 1주일간 일반사료로 환경적응을 시킨 후 실험에 사용하였다.
데이터처리
실험결과는 평균±표준오차(mean±SE)로 나타내었고, 통계처리는 one-way ANOVA 분석을 실시한 후 Newman-Keuls multiple comparison test로 p<0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.
성능/효과
정상식이와 고지방식이를 11주간 제공한 후 최종 체중은 정상식이 대조군이 32.3±0.7 g, 고지방식이 대조군이 42.4±0.5 g으로 고지방식이군의 체중이 정상식이군에 비해 23.8% 유의적으로 증가하여 비만이 정상적으로 유도된 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2A).
마우스의 1일 식이 섭취량을 비교한 결과, 정상식이 대조군은 2.67±0.02 g/day/ mouse, 고지방식이 대조군은 2.40±0.03 g/day/mouse, 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군은 2.75±0.04 g/day/mouse, 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 투여군은 2.24±0.03 g/day/mouse로 잔티젠 투여군의 1일 식이섭취량이 고지방식이군에 비해 유의적으로 증가한 반면, 녹차 추출물 투여군의 식이섭취량은 유의적으로 감소하였다(Table 2).
고지방식이 공급으로 유도되는 비만 마우스에서 체중, 식이섭취 및 식이효율 변화에 잔티젠이 미치는 영향을 살펴보기 위해 고지방식이와 잔티젠을 11주간 동시 급여하였다. 실험기간 동안 식이섭취량은 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군이 고지방식이 대조군에 비해 전반적으로 증가한 경향을 보였고, 이에 반해 양성대조군인 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 투여군은 전반적으로 감소한 경향을 보였다(Fig. 1). 마우스의 1일 식이 섭취량을 비교한 결과, 정상식이 대조군은 2.
2A). 한편, 고지방식이 + 1% 잔티젠 투여군과 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 투여군의 체중은 고지방식이 대조군과 비교하여 각각 7.5%와 15.8% 유의적으로 감소하였는데 특히, 잔티젠 투여군의 체중은 7주째부터 유의적인 차이가 나타났다. 이는 정상간을 가진 비만 여성과 비알콜성 지방간을 가진 비만 여성을 대상으로 잔티젠을 투여한 임상실험 연구보고[1]와 일치하는 결과이다.
한편, 본 연구에서 실험 시작일부터 11주 동안의 체중 증가량은 정상식이군이 10.6±0.5 g, 고지방식이군이 21.1±0.2 g, 잔티젠 투여군이 17.8±0.7 g 그리고 녹차 추출물 투여군이 14.5±0.3 g으로 잔티젠과 녹차 추출물 투여군의 체중증가율이 각각 15.6%와 31.3% 유의적으로 감소하였다(Fig. 2B).
이는 정상간을 가진 비만 여성과 비알콜성 지방간을 가진 비만 여성을 대상으로 잔티젠을 투여한 임상실험 연구보고[1]와 일치하는 결과이다. 본 연구결과와 유사하게, 임상실험에서는 잔티젠을 16주간 투여한 후 정상간을 가진 비만 여성군과 비알콜성 지방간을 가진 비만 여성군의 최종 체중이 각각 6.3 kg과 6.9 kg 감소하였고, 체중의 유의적인 감소는 정상간을 가진 비만 여성군은 6주째에, 비알콜성 지방간을 가진 비만 여성군은 8주째에 나타났다. 한편, 본 연구에서 실험 시작일부터 11주 동안의 체중 증가량은 정상식이군이 10.
체중증가에 있어서 식이섭취량에 대한 식이효율은 고지방식이군에서 뚜렷이 증가하였으나, 잔티젠과 녹차 추출물의 투여로 인해 각각 26.4%와 26.2% 유의적으로 감소하였다(Table 2). 이는 fucoxanthin을 6주간 투여한 고지방식이 유도 비만 마우스의 식이효율이 고지방식이 대조군과 비교하여 10% 유의적으로 감소한 연구보고[27]와 유사한 결과이다.
본 연구결과, 정상식이군에 비해 고지방식이군에서 체중 증가가 유의적으로 나타났고, 잔티젠과 녹차 추출물 투여군에서 체중 증가량이 고지방식이군 대비 유의적으로 감소함을 알 수 있었다. 이는 고지방식이 투여시 체내 에너지 균형의 조절이 무너져 비만이 유도되었으며, 녹차 추출물은 식이 섭취 억제 효과로 인해 체중이 감소하였고, 잔티젠은 식이섭취량과 관계없이 체내 지질대사에 효과적으로 작용하였거나 지방 흡수를 저해하여 체중 감소를 유도한 것으로 사료된다.
본 연구결과, 정상식이군에 비해 고지방식이군에서 체중 증가가 유의적으로 나타났고, 잔티젠과 녹차 추출물 투여군에서 체중 증가량이 고지방식이군 대비 유의적으로 감소함을 알 수 있었다. 이는 고지방식이 투여시 체내 에너지 균형의 조절이 무너져 비만이 유도되었으며, 녹차 추출물은 식이 섭취 억제 효과로 인해 체중이 감소하였고, 잔티젠은 식이섭취량과 관계없이 체내 지질대사에 효과적으로 작용하였거나 지방 흡수를 저해하여 체중 감소를 유도한 것으로 사료된다.
일반적으로 비만은 사람에 따라 체중 증가보다 체지방의 증가 특히, 복강 내 축적되는 지방조직의 증가가 건강상으로 더 위험요인이 될 수 있다고 알려져 있다[4]. 고지방식이를 공급한 마우스의 복부부고환 지방조직과 후복막 지방 조직의 무게는 정상식이 대조군과 비교하여 각각 44.4%, 53.3% 유의적으로 증가하여 고지방식이가 복부지방 무게를 뚜렷하게 증가시킴을 확인할 수 있었다(Fig. 3A, 3B). 양성대조군인 녹차 추출물은 고지방식이에 의해 증가한 복부부고환 지방조직과 후복막 지방조직의 무게를 각각 22.
0% 유의적으로 감소하였다. 본 연구 결과는 잔티젠을 투여한 비알콜성 지방간을 가진 비만 여성군과 정상간을 가진 비만 여성군의 체지방 함량이 각각 10.4%, 12.0% 감소한 임상실험 연구보고[1]와 일치하는 결과이다.
비만과 같은 대사성 질환의 경우, 지질 분해 억제 효과의 감소에 따라 유리지방산의 과도한 혈액 내 유입이 나타나게되어, 혈중 총콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤 농도가 증가하게 된다[25]. 본 연구에서, 혈청 중 총콜레스테롤 함량은 고지방식이 대조군이 정상식이 대조군과 비교하여 40.1% 유의적으로 증가하였지만, 잔티젠과 녹차 추출물 투여군은 고지방식이군과 비교하여 유의적인 차이가 나타나지 않았다. HDL콜레스테롤은 세포 내 축적된 콜레스테롤을 제거하고, 혈중 콜레스테롤 농도를 저하시켜 동맥경화증의 예방 및 개선에 작용하는 것으로 알려져 있다[9,13].
HDL콜레스테롤은 세포 내 축적된 콜레스테롤을 제거하고, 혈중 콜레스테롤 농도를 저하시켜 동맥경화증의 예방 및 개선에 작용하는 것으로 알려져 있다[9,13]. 본 연구에서 혈청 HDL콜레스테롤 함량은 녹차 추출물 투여군에서 고지방식이군 대비 9.2% 유의적으로 증가하였고, 잔티젠 투여군에서는 통계적인 유의성은 없었지만, 3.6% 증가한 것으로 나타났다 동맥경화와 고콜레스테롤혈증을 촉진하는 LDL-콜레스테롤은 비만지수가 높을수록 혈중 농도가 높아진다. 이와 유사하게, 본 연구에서는 혈청 LDL-콜레스테롤 함량이 정상식이군과 비교하여 고지방식이군에서 61.
6% 증가한 것으로 나타났다 동맥경화와 고콜레스테롤혈증을 촉진하는 LDL-콜레스테롤은 비만지수가 높을수록 혈중 농도가 높아진다. 이와 유사하게, 본 연구에서는 혈청 LDL-콜레스테롤 함량이 정상식이군과 비교하여 고지방식이군에서 61.0% 유의적으로 증가하였다. 이에 반해, 잔티젠과 녹차 추출물 투여군은 LDL-콜레스테롤 함량이 고지방식이군 대비 각각 15.
0% 유의적으로 증가하였다. 이에 반해, 잔티젠과 녹차 추출물 투여군은 LDL-콜레스테롤 함량이 고지방식이군 대비 각각 15.9%, 28.5% 유의적으로 감소하였다. 이는 잔티젠이 혈중 HDL-콜레스테롤 함량을 높이고, LDL-콜레스테롤 함량을 감소시켜 비만 및 동맥경화증 개선에 효과적으로 작용할 수 있음을 의미한다.
본 연구 결과, 잔티젠은 고지방식이로 비만을 유도한 마우스에서 식이섭취량과 관계없이 체중 증가와 복부지방 축적을 억제하고, 혈중 LDL-콜레스테롤 함량을 감소시킴을 확인할 수 있었다. 따라서, 잔티젠은 비만 및 당뇨병 등의 대사성질환을 개선시키는 기능성 식품으로서 매우 유용한 소재로 활용될 수 있을 것으로 생각되며, 향후 잔티젠의 항비만 작용기전을 밝히기 위한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
후속연구
본 연구 결과, 잔티젠은 고지방식이로 비만을 유도한 마우스에서 식이섭취량과 관계없이 체중 증가와 복부지방 축적을 억제하고, 혈중 LDL-콜레스테롤 함량을 감소시킴을 확인할 수 있었다. 따라서, 잔티젠은 비만 및 당뇨병 등의 대사성질환을 개선시키는 기능성 식품으로서 매우 유용한 소재로 활용될 수 있을 것으로 생각되며, 향후 잔티젠의 항비만 작용기전을 밝히기 위한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비만 치료 방법으로 어떤 것들이 있는가?
비만은 당뇨병[3], 고혈압[8], 심혈관계 질환[23] 등과 같은 다양한 대사성 질환 발생의 주요 위험 인자로 작용하며, 체내 에너지 대사 불균형으로 인해 지방조직이 과도하게 증식하고 축적된다. 비만 치료 방법으로는 식이요법, 운동요법, 행동요법, 약물치료 및 수술 등 다양한 방법들이 제시되고 있다[24]. 최근에는 체중감소에 효과적인 천연물질 유래 기능성 소재들을 발굴하고, 이들의 작용기전을 밝히는 연구들이 활발하게 진행되고 있다[11,19,28].
잔티젠이란?
잔티젠(Xanthigen)은 미역에서 유래한 fucoxanthin과 석류씨 오일에서 유래한 punicic acid로 구성된 복합 추출물이다. 미역의 carotenoid 색소인 fucoxanthin은 항산화[18], 항암[14]및 항염증[15] 작용이 알려져 있다.
잔티젠과 녹차 추출물 투여군에서 체중 증가량이 고지방식이군 대비 감소한 이유는?
본 연구결과, 정상식이군에 비해 고지방식이군에서 체중 증가가 유의적으로 나타났고, 잔티젠과 녹차 추출물 투여군에서 체중 증가량이 고지방식이군 대비 유의적으로 감소함을 알 수 있었다. 이는 고지방식이 투여시 체내 에너지 균형의 조절이 무너져 비만이 유도되었으며, 녹차 추출물은 식이 섭취 억제 효과로 인해 체중이 감소하였고, 잔티젠은 식이섭취량과 관계 없이 체내 지질대사에 효과적으로 작용하였거나 지방 흡수를 저해하여 체중 감소를 유도한 것으로 사료된다.
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