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초록
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LP9M80-H는 맥문동($Liriope$ $platyphylla$)으로부터 메탄올과 헥산을 이용하여 추출한 새로운 추출물로서 ICR 마우스에서 인슐린분비를 촉진하며, 간과 뇌 조직에서 인슐린 신호경로를 활성화시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 LP9M80-H가 당뇨와 비만의 치료에 미치는 효과를 조사하기 위하여, OLETF 모델동물에 LP9M80-H를 2주간 투여한 후 당뇨와 비만과 관련된 주요인자의 변화를 관찰하였다. 비록 체중은 두 집단간에 차이가 없었으나 복부 지방량은 vehicle 투여군보다 LP9M80-H 투여군에서 적었다. 또한, 혈중 포도당농도는 LP9M80-H를 투여한 OLETF 랫드가 대조군에 비하여 약간 낮았으나 인슐린의 농도는 유의적으로 크게 증가하였다. 혈청 내 3가지 주요 지질의 농도는 LP9M80-H를 투여한 OLETF 랫드에서 유의적으로 감소하였고, 지방의 산화를 촉진하는 아디포넥틴의 농도도 LP9M80-H를 투여한 OLETF 랫드에서 감소하였다. 더불어, 체내에 분비된 인슐린이 표적장기에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 간조직에서 인슐린 수용체와 인슐린 수용체기질(iRS)의 발현을 관찰하였으며, 이러한 2가지 단백질은 LP9M80-H를 투여한 OLETF 랫드에서 vehicle 투여군에 비해 유의미하게 감소하였다. 또한, 인슐린 신호 경로의 다운스트림에 위치하는 포도당 수송체 중에서 Glut-2와 Glut-3 발현은 LP9M80-H를 투여한 OLETF 랫드에서 유의미하게 감소하는 반면에, Glut-4 발현은 일정하게 유지되었다. 따라서 이러한 결과는 LP9M80-H는 포도당 항상성과 지질농도의 조절을 통하여 당뇨와 비만의 증상을 완화시키는데 기여할 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It was reported that the novel compounds (LP9M80-H) of $Liriope$ $platyphylla$ regulate glucose transporter (Glut) biosynthesis by activating the insulin-signaling pathway in the liver and brain of ICR mice. To investigate the therapeutic effects of LP9M80-H on the pathology of...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 체내에 분비된 인슐린은 표적장기의 세포표면에 발현되는 인슐린 수용체와 결합하여 IRS-1을 통한 신호를 전달하며, 이러한 신호는 Gluts의 발현을 비롯한 다양한 세포내 신호전달 과정을 조절한다[4]. 따라서 LP9M80-H에 의해서 혈청 내 증가된 인슐린이 표적세포의 인슐린 수용체 신호전달과정과 Gluts에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 간세포를 이용하여 단백질 발현의 변화를 관찰하였다. 그 결과, OLETF 랫드의 간세포에서 인슐린 수용체 β의 발현은 LETO 랫드보다 감소하였으며, LP9M80-H를 처리한 랫드의 간세포에서는 유의적으로 증가하였다.
  • 본 연구에서 사용된 맥문동은 이전부터 당뇨 및 비만에 대한 치료효능이 있는 것으로 알려지면서 개발 가능성이 매우 높은 후보물질이다[3,13]. 따라서 본 연구에서는 맥문동의 새로운 치료제로서의 발전 가능성을 기반으로 당뇨 및 비만에서 효능과 기전에 대한 메커니즘을 증명하고자 후보물질로 선정하여 연구를 수행하였다.
  • 따라서, 본 논문에서는 증숙된 맥문동에서 MeOH과 hexane을 이용하여 추출한 LP9M80-H가 OLETF 랫드에서 당뇨와 비만에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 LP9M80-H 물질이 인슐린 분비를 촉진시키고, 혈중 지방농도를 낮춰주는 효과를 확인함으로써 당뇨와 비만 치료제로서의 가능성을 제시하고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LP9M80-H는 ICR 마우스에서 어떤 기능을 가지는가? LP9M80-H는 맥문동($Liriope$ $platyphylla$)으로부터 메탄올과 헥산을 이용하여 추출한 새로운 추출물로서 ICR 마우스에서 인슐린분비를 촉진하며, 간과 뇌 조직에서 인슐린 신호경로를 활성화시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 LP9M80-H가 당뇨와 비만의 치료에 미치는 효과를 조사하기 위하여, OLETF 모델동물에 LP9M80-H를 2주간 투여한 후 당뇨와 비만과 관련된 주요인자의 변화를 관찰하였다.
본 연구의 결과, LP9M80-H가 당뇨와 비만의 치료에 미치는 효과가 어떠할 것으로 사료된다고 하였는가? 또한, 인슐린 신호 경로의 다운스트림에 위치하는 포도당 수송체 중에서 Glut-2와 Glut-3 발현은 LP9M80-H를 투여한 OLETF 랫드에서 유의미하게 감소하는 반면에, Glut-4 발현은 일정하게 유지되었다. 따라서 이러한 결과는 LP9M80-H는 포도당 항상성과 지질농도의 조절을 통하여 당뇨와 비만의 증상을 완화시키는데 기여할 것으로 사료된다.
당뇨병은 무엇인가? 당뇨병은 인슐린의 생산 부족 또는 표적 세포의 부적절한 반응으로 일어난 높은 혈당 농도가 특징인 질병이다[18]. 전통적으로 췌도 이식술, 인슐린 섭취, 신약 개발과 같은 많은 치료 전략이 이러한 대사 장애의 치료에 시도되고 있지만, 대부분의 연구는 인슐린 분비 능력 향상과 당뇨병 증상을 개선하기 위한 인슐린 감도를 개선하는 분자를 찾는데 주력하고 있다[6].
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참고문헌 (20)

  1. Atalay, M. and Laaksonen, D. E. 2002. Diabetes, oxidative stress and physical exercise. J. Sports Sci. Med. 1, 1-14. 

  2. Choi, S. B. and Park, S. 2002. A steroidal glycoside from Polygonatum (Mill.) odoratum Druce improves insulin resistance but does not alter insulin secretion in 90% pancreatectomized rats. Biosci. Biotech. Biochem. 66, 2036-2043. 

  3. Choi, S. B., Wha, J. D. and Park, S. 2004. The insulin sensitizing effect of homoisoflavone-enriched fraction in Liriope platyphylla Wang et Tang via PI3-kinase pathway. Life Sci. 75, 2653-2664. 

  4. Choi, S. I., Lee, H. R., Goo, J. S., Kim, J. E., Nam, S. H., Hwang, I. S., Lee, Y. J., Park, S. H., Lee, H. S., Lee, J. S., Jang, I. S., Son, H. J. and Hwang, D. Y. 2011. Effects of Steaming Time and Frequency for Manufactured Red Liriope platyphylla on the Insulin Secretion Ability and Insulin Receptor Signaling Pathway. Lab. Anim. Res. 27, 117-126. 

  5. Gil, J. H., Lee, J. A., Kim, J. Y. and Hong, Y. M. 2008. Leptin, adiponectin, interleukin-6 and tumor necrosis factor- $\alpha$ in obese adolescents. Korea J. Pediatrics 51, 597-603. 

  6. Idris, I. and Donnelly, R. 2009. Sodium-glucose co-transporter- 2 inhibitors: an emerging new class of oral antidiabetic drug. Diabetes Obes. Metab. 11, 79-88. 

  7. Iwanishi, M. and Kobayash, M. 1993. Effects of pioglitazone on insulin receptors skeletal muscle from high-fat-fed rats. Metabolism 42, 1017-1021. 

  8. Jeong, S. H., Chae, K. S., Jung, Y. S., Rho, Y. H., Lee, J. M., Ha, J. R., Yoon, K. H., Kim, G. C., Oh, K. S., Shin, S. S. and Yoon, M. C. 2008. The Korean traditional medicine Gyeongshingangjeehwan inhibits obesity through the regulation of leptin and PPARalpha action in OLETF rats. J. Ethnopharmacology 119, 245-251. 

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  10. Kim, J. H., Kim, J. E., Lee, Y. K., Nam, S. H., Her, Y. K., Jee, S. W., Kim, S. G., Park, D. J., Choi, Y. W. and Hwang, D. Y. 2010. The extracts from Liriope platyphylla significantly stimulated insulin secretion in the HIT-T15 pancreatic $\beta$ -cell line. J. Life Sci. 7, 1027-1033. 

  11. Kokil, G. R., Rewatkar, P. V., Verma, A., Thareja, S. and Naik, S. R. 2010. Pharmacology and chemistry of diabetes mellitus and antidiabetic drugs: a critical review. Curr. Med. Chem. 17, 4405-4423. 

  12. Kreagen, E. W., James, D. E. and Jenkins, A. B. 1989. A potent in vivo effect of ciglitazone on muscle insulin resistance induced by high fact feeding of rats. Metabolism 38, 1089-1093. 

  13. Lee, Y. K., Kim, J. E., Nam, S. H., Goo, J. S., Choi, S. I., Choi, Y. H., Bae, C. J., Woo, J. M., Cho, J. S. and Hwang, D. Y. 2011. Differential regulation of the biosynthesis of glucose transporters by the PI3-K and MAPK pathways of insulin signaling by treatment with novel compounds from Liriope platyphylla. Int. J. Mol. Med. 27, 319-327. 

  14. Prabhakar, P. K. and Doble, M. 2008. A target based therapeutic approach towards diabetes mellitus using medicinal plants. Curr. Diabetes Rev. 4, 291-308. 

  15. Seong, J. D., Park, K. D., Kwack, Y. H., Kim, S. M. and Kang, J. H. 2000. Effects of nitrogen levels and split application ratio on growth and yield in Liriope platyphylla WANG et TANG. Korean J. Medicinal Crop Sci. 8, 69-73. 

  16. Song, M. Y., Jeong, G. S., Kwon, K. B., Ka, S. O., Jang, H. Y., Park, J. W., Kim, Y. C. and Park, B. H. 2010. Sulfuretin protects against cytokine-induced beta-cell damage and preventss treptozotocin-induced diabetes. Exp. Mol. Med. 42, 628-638. 

  17. Tomoe, F., Hiroyuki, K., Chiyo, T., Yuko, K., Kazuhiko, O., Takahisa, Y. and Kozo, M. 2011. Genetic interaction between hyperglycemic QLTs is manifested under a high calorie diet in OLETF-derived congenic rats. Exp. Anim. 60, 125-132. 

  18. Wild, S., Roglic, G., Green, A., Sicree, R. and King, H. 2004. Global prevalence of diabetes: estimates for 2000 and projections for 2030. Diabetes Care 27, 1047-1053. 

  19. Won, J. Y. and Lee, C. Y. 2002. Characteristics of photosynthesis and dry matter production of Liriope platyphylla WANG et TANG. Korea J. Medicinal Crop Sci. 10, 82-87. 

  20. Zimmet, P. Z., McCarty, D. J. and Courten, M. P. 1997. The blobal epidemiology of non-insulin-dependent diabetes mellitus and the metabolic syndrome. J. Diabetes Complicat. 11, 60-68. 

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