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문제 정의
- 그러므로 본 연구에서는 桑葉이 비만 관련 지표에 나타내는 효과를 보기 위해 고지방식이를 섭취하는 SD rat을 이용하여 3주간의 약물 투여가 고지방식이 단독 투여군 및 30% 절식한 군에 비하여 체중 증가 및 간 장기의 무게, 간 조직의 지방축적 및 지질대사에 미치는 영향을 관찰하였다.
- 그러므로 본 연구에서는 상엽 추출물을 직접 이용하여 상엽이 조직학적 및 혈청학적으로 항비만 효과를 나타내는지 알아보고자 한다. 본문에서는 SD rat을 대상으로, 3주간 고지방식이와 함께 桑葉추출물 복용군과 식이절제군으로 나누어 상엽의 항비만 효과를 절식과 비교하였다.
- 본문에서는 SD rat을 대상으로, 3주간 고지방식이와 함께 桑葉추출물 복용군과 식이절제군으로 나누어 상엽의 항비만 효과를 절식과 비교하였다. 지표로는 체중 증가량, 간 조직 내의 지방 축적정도 및 혈청학적 지질을 설정하였으며, 이를 통해 桑葉의 항비만 효과를 관찰해보고자 하였다.
제안 방법
- 3주간 고지방식이를 투여하면서 桑葉의 경구 투여가 간 조직의 지방 침착 및 조직학적 변화에 미치는 영향을 관찰하였다.
- 4주간 고지방식이로 비만을 유도하면서 桑葉이 체중 변화에 미치는 영향을 절식군과 비교하여 관찰하였다. 실험기간 동안 30% 절식군에서 쥐 1마리가 2주째에, 상엽 투여군에서 쥐 2마리가 3주째에 죽었다.
- 4주에 걸쳐 1일 1회 일정한 시각(오전 9시)에매 회 500 mg/kg씩 증류수 10 cc/kg에 희석하여 경구 투여하였고 비투여군에는 normal saline을 같은 양으로 10 cc/kg씩 경구 투여하였다.
- 마지막 처치 후 각 군의 실험 동물을 ether 마취하에 심장천자하여 혈액을 채취하였다. 혈액을 EDTA 처리된 튜브에 담아 3,000 rpm에서 15분 간 원심분리하여 혈액을 분리하였다.
- 본 연구에서 저자는 桑葉을 이용하여 고지방식이 비만 유도 동물 모델에 대하여 체중, 간 조직의 지방 축적 정도, 혈청 지질대사의 변화를 지표로 하여 항비만 효과를 관찰하였다. 桑葉은 체중 증가 억제 효과가 없었으나, 식이 절제는 유의하게 체중 증가 억제 효과를 나타냈다.
- 그러므로 본 연구에서는 상엽 추출물을 직접 이용하여 상엽이 조직학적 및 혈청학적으로 항비만 효과를 나타내는지 알아보고자 한다. 본문에서는 SD rat을 대상으로, 3주간 고지방식이와 함께 桑葉추출물 복용군과 식이절제군으로 나누어 상엽의 항비만 효과를 절식과 비교하였다. 지표로는 체중 증가량, 간 조직 내의 지방 축적정도 및 혈청학적 지질을 설정하였으며, 이를 통해 桑葉의 항비만 효과를 관찰해보고자 하였다.
- 정상군을 제외한 나머지 군은 3주간 60 kcal% fat의 고지방식이를 투여하여 비만을 유발시켰다. 상엽 투여군은 매일 1회 동일한 시각에 상엽 추출물을 쥐 체중과 대비하여 kg당 500 mg을 증류수 10 cc/kg에 희석하여 경구 투여하였고, 약물을 투여하지 않는 정상군과 대조군, 30% 절식군에는 증류수를 같은 양으로 10 cc/kg 경구투여하였다.
- 5 ℃, 습도 45±5%이며, 매일 광주기 및 암 주기를 각각 12시간이 되도록 조절하였다. 실험동물은 각 군의 10마리씩을 stainless steel cage에 분류하여 사육하였고 식이와 물은 자유 공급하였다.
- 실험동물은 사육실에서 사육하였으며, 사육실 온도는 24±0.5 ℃, 습도 45±5%이며, 매일 광주기 및 암 주기를 각각 12시간이 되도록 조절하였다.
- 실험은 3주령 수컷 SD Rat 10마리씩을 정상군(Normal group), 대조군(Control group), 30% 절식군(RD group), 상엽 투여군(MF group)으로 나누어 진행하였다. 정상군을 제외한 나머지 군은 3주간 60 kcal% fat의 고지방식이를 투여하여 비만을 유발시켰다.
- 제작된 블록은 microtome을 이용하여 3~4 μm의 두께로 절편을 만들어 탈 파라핀 및 함수과정을 거친다음 hematoxyline과 eosin 일반 염색을 실시하여 광학현미경과 컴퓨터 영상분석기로 간소엽을 기준으로 축적된 지방의 면적 비율을 관찰 및 사진 촬영(100 배율, 400 배율) 하였다.
- 처음 1주간의 적응기간에는 모든 실험군의 Rat에 normal diet(일반 쥐 사료, Research Diets)를 섭취시켰으며, 그 다음 3주간의 실험기간에는 정상군에만 normal diet를 섭취시키고, 나머지 3군에는 high fat diet(The original high fat diets, Research Diets, #D12492, 60 kcal% fat)를 섭취시켰다.
- 체중은 1주 적응기간이 끝난 후부터 3주간 매주 1회 일정한 시각에 0.01 g 단위까지 전자저울(CAS, 한국)로 중량을 측정하였다.
- 적출된 간의 무게를 잰 후 간 조직의 표본 제작을 위해 10% formalin 용액에서 12~24시간 고정시킨 후 충분히 수세하였다. 탈수는 60~100% alcohol을 순차적으로 1시간씩 침투시킨 후 xylene을 투명제로 하여 파라핀 블록을 제작하였다. 제작된 블록은 microtome을 이용하여 3~4 μm의 두께로 절편을 만들어 탈 파라핀 및 함수과정을 거친다음 hematoxyline과 eosin 일반 염색을 실시하여 광학현미경과 컴퓨터 영상분석기로 간소엽을 기준으로 축적된 지방의 면적 비율을 관찰 및 사진 촬영(100 배율, 400 배율) 하였다.
대상 데이터
- 실험동물의 식이 및 사육, 실험에 이용된 동물은 중앙실험동물(주)에서 구입한 체중 200 g 전후의 3주령 수컷 Sprague Dawley Rat으로 10마리씩 4군으로 나누어 1주간 적응시킨 후 3주간 사육하였다. 실험동물은 사육실에서 사육하였으며, 사육실 온도는 24±0.
- 실험에서 사용한 桑葉(Mori Folium)은 뽕나무과(桑科 : Moraceae)에 속한 낙엽교목인 뽕나무 Morus alba Linne의 잎으로 경희대학교 경희의료원 한방병원에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- The significant differences with control were statistically calculated by Tukey's HSD.
- The significant differences with control were statistically calculated by Tukey’s HSD in Kruskal Wallis.
- 결과는 평균±표준편차로 표시하였다.
- 결과는 평균±표준편차로 표시하였다. 그룹간의 통계학적인 차이를 보기위해 SPSS(version 12.0k; SPSS InC. Chicago, Illinois, USA)를 이용하여 정규성 검정을 한 결과 정규성을 만족하지 않았으므로 비모수 검정인 Kruskal Wallis test를 실시하여 유의성 여부를 검증하였고, p값이 0.05미만인 경우 유의성을 인정하였다. 다중분석은 Tukey's HSD를 시행하였다.
- 다중분석은 Tukey's HSD를 시행하였다.
성능/효과
- 1. 3주간의 약물 투여 후 桑葉의 투여는 체중 증가 억제에 효과가 없는 것으로 나타났다. 그러나 30% 식이 절제를 한 군에서는 체중 증가 억제에 유의한 효과가 있는 것으로 나타났다(p<0.
- 2. 桑葉은 간조직 내 지방 축적 억제 효과가 우수하다.
- 3. 桑葉은 혈청 triglyceride의 증가 억제 효과가 우수하다.
- 정상군에서는 간세포의 핵이 대체로 둥글고 세포의 중앙에 위치하고 있으나, 대조군에서는 핵주위에 다수의 지방 공포가 관찰되고 이로 인해 간세포 핵이 주변으로 밀려 있는 형상이 관찰되었다. 30% 절식군과 상엽군의 지방 공포의 크기는 대조군보다 작은 형태로 관찰되었다(Fig. 2, Fig. 3).
- 정상군은 간 조직 내 지방 침착이 없었으나, 대조군은 간세포 핵 주변에 다수의 지방 공포가 관찰 되어 간 조직내 중등도의 지방 침착이 관찰되었다. 30% 절식군에서는 대조군에 비해 적은 숫자의 지방 공포가 간세포 핵 주변에 경도에서 중등도로 관찰되었다. 상엽군에서는 30% 절식군보다 적은 숫자로 크기가 작은 지방 공포가 간세포 핵 주변에 경도로 침착된 것이 관찰되었다.
- 실험 시작 시점의 체중을 기준으로, 체중 증가의 정도를 백분율로 나타내었다. 3주 후 체중 증가 정도는 일반식이군 140.60%, 고지방식이군 147.86%, 30% 절식군 139.65%, 상엽 투여군 146.42%였다. 고지방식이군과 상엽 투여군이 가장 가파른 기울기를 보이며 상승하였고, 그 중 고지방식이군이 가장 많은 체중 증가를 보였다.
- 3주간의 식이 후 30% 절식군은 고지방식이군에 비하여 현저하게 유의한(p<0.01) 감소를 보여 체중 증가 억제에 대한 효과를 나타냈다.
- 3주간의 식이 후 30% 절식군은 대조군에 비하여 현저하게 유의한(p<0.01) 체중 감소가 있었으나, 정상식이군 및 상엽 투여군에서는 유의한 체중 변화가 없었다(Table 3, Fig. 1).
- 본 연구에서 저자는 桑葉을 이용하여 고지방식이 비만 유도 동물 모델에 대하여 체중, 간 조직의 지방 축적 정도, 혈청 지질대사의 변화를 지표로 하여 항비만 효과를 관찰하였다. 桑葉은 체중 증가 억제 효과가 없었으나, 식이 절제는 유의하게 체중 증가 억제 효과를 나타냈다. 간 조직의 지방 축적에 대해서 桑葉은 간 조직 내 지방 축적 증가 억제 경향을 나타내었으며 이는 30% 절식군에서보다 뚜렷하게 관찰되었다.
- 42%였다. 고지방식이군과 상엽 투여군이 가장 가파른 기울기를 보이며 상승하였고, 그 중 고지방식이군이 가장 많은 체중 증가를 보였다.
- 고지방식이만을 투여한 군은 일반식이군, 30% 절식군, 상엽 투여군에 비해 가장 높은 triglyceride 수치를 나타냈다. 정상군 162.
- 관찰 결과 정상군은 간 조직내 지방 침착이 없었으나, 대조군에서는 간 조직내 간세포 핵주변에 중등도의 지방 공포가 형성되는 지방변성이 관찰되었다. 30% 절식군에서는 경도에서 중등도의 지방 공포가 간세포 핵주변에 관찰되었으며 대조군에 비해 지방변성 정도가 적었다.
- 조직학적 소견으로 대조군 간조직에서는 간소엽을 따라 다수의 지방방울(fat droplets)과 지방 조직의 축적이 눈에 띄게 나타났다. 광학현미경 관찰에서 고지방식이군의 지방세포의 크기가 절식군이나 상엽군에 비해 더 큰 것으로 관찰되었다. 또한 정상군에서 간세포의 핵은 대체로 둥글고 세포의 중앙에 위치하고 있으나, 대조군에서는 간세포 핵주위에 지방 공포가 관찰되고 공포로 인해 세포질안의 핵이 주변으로 밀려져 있는 형상이 관찰되었다.
- 광학현미경 관찰에서 정상군과 비교 시 고지방식이군의 지방세포의 크기가 가장 큰 것으로 관찰되었다. 정상군에서는 간세포의 핵이 대체로 둥글고 세포의 중앙에 위치하고 있으나, 대조군에서는 핵주위에 다수의 지방 공포가 관찰되고 이로 인해 간세포 핵이 주변으로 밀려 있는 형상이 관찰되었다.
- 01) 감소를 보여 체중 증가 억제에 대한 효과를 나타냈다. 그러나 3주간의 실험 종료 후 일반식이군 및 상엽 투여군은 각각 유의한 체중 감소가 없었다. 따라서 식이 절제는 체중 증가 억제 효과가 있으나 상엽은 체중 증가 억제 효과가 없을 것으로 보인다.
- 혈청 total cholesterol, HDL cholesterol, LDL cholesterol, total lipid, phospholipid 함량은 고지방식이군과 약물 투여군이 유의한 차이를 나타내지 않았다. 그러나 total cholesterol, total lipid, phospholipid 수치는 고지방식이군에 비해 30% 절식군 및 상엽 투여군에서 감소한 경향을 보였고, HDL cholesterol 수치는 고지방식이군에 비해 상엽 투여군에서 증가한 경향을 보였다. 본 실험에서이 항목들의 유의한 변화가 나타나지 않았던 것은 3주간의 짧은 기간 동안의 관찰이었던 관계로 여겨지며 실험 기간을 연장하여 그 효과에 대한 지속적 연구가 필요하다고 생각된다.
- 실험 시작 시에 30% 절식군의 평균 체중이 유의하게(p<0.05) 낮은 것으로 나타났다.
- 실험 시작 시점의 체중을 기준으로, 체중 증가의 정도를 백분율로 나타내었다. 3주 후 체중 증가 정도는 일반식이군 140.
- 이상의 결과로 볼 때, 고지방식이 유도 비만 SD Rat 실험에서 혈청 지질 중 triglyceride의 증가 억제 효과는 상엽 투여군이 30% 절식군에 비해 우세하다. 또한 Total cholesterol, HDL cholesterol, LDL cholesterol, total lipid, phospholipid에 미치는 영향은 추가적 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 정상군 162.2±44.02 mg/dL, 대조군 324.8±156.68 mg/dL, 30% 절식군 184.33±47.70 mg/dL, 상엽 투여군 148.75±64.40 mg/dL으로, 고지방식이군은 일반식이군과 30% 절식군에 비해 triglyceride 수치의 유의한(p<0.05) 증가를 보였으며, 상엽 투여군은 고지방식이군에 비해 현저하게 유의한(p<0.001) 감소를 보였다(Fig. 4, Table 4).
- 조직학적 소견으로 대조군 간조직에서는 간소엽을 따라 다수의 지방방울(fat droplets)과 지방 조직의 축적이 눈에 띄게 나타났다. 광학현미경 관찰에서 고지방식이군의 지방세포의 크기가 절식군이나 상엽군에 비해 더 큰 것으로 관찰되었다.
- 05) 감소를 보였다. 특히 상엽군은 ALT 수치가 4군 중 가장 낮았고 30% 절식군과 유의한 차이는 없었다.
- 혈청 total cholesterol, HDL cholesterol, LDL cholesterol, total lipid, phospholipid 함량은 고지방식이군과 약물 투여군이 유의한 차이를 나타내지 않았다. 그러나 total cholesterol, total lipid, phospholipid 수치는 고지방식이군에 비해 30% 절식군 및 상엽 투여군에서 감소한 경향을 보였고, HDL cholesterol 수치는 고지방식이군에 비해 상엽 투여군에서 증가한 경향을 보였다.
- 혈청 검사 상 triglyceride 함량은 정상군 162.2±44.02 mg/dL, 대조군 324.8±156.68 mg/dL, 30% 절식군 184.33±47.70 mg/dL, 상엽 투여군 148.75±64.40 mg/dL 으로, 고지방식이군은 일반식이군과 30% 절식군에 비해 triglyceride 수치의 유의한(p<0.05) 증가를 보였으며, 상엽 투여군은 고지방식이군에 비해 현저하게 유의한(p<0.01) 감소를 보였다(Fig. 4).
- 혈청 중 BUN은 정상군이 가장 낮은 수치를 보였고, 30% 절식군이 가장 높은 수치를 보였다.
- 혈청 중 HDL cholesterol은 정상군 78.1±10.93 mg/dL, 대조군 69.30±11.90 mg/dL, 30% 절식군 67.33±7.43 mg/dL, 상엽 투여군 78.88±12.80 mg/dL으로, 정상군과 상엽 투여군에서 대조군에 비하여 수치가 증가하였으나 4군 모두 유의성이 없게 나타났다.
- 혈청 중 phospholipid는 정상군 159.60±15.06 mg/dL, 대조군 170.5±23.14 mg/dL, 30% 절식군 146.67±15.2 mg/dL, 상엽 투여군 154.88±23.86 mg/dL으로, 절식군 및 상엽 투여군에서 대조군에 비하여 수치가 감소한 경향을 보였으나 4군 모두 유의성이 없게 나타났다.
- 혈청 중 total cholesterol은 정상군 97.3±13.38 mg/dL, 대조군 96.4±13.18 mg/dL, 30% 절식군 81.78±10.12 mg/dL, 상엽 투여군 91.75±12.7 mg/dL으로, 절식군 및 상엽 투여군에서 대조군에 비하여 수치가 감소한 경향을 보였으나 4군 모두 유의성이 없게 나타났다.
- 혈청 중 total lipid는 정상군 473.8±41.75 mg/dL, 대조군 588.7±26 .27 mg/dL, 30% 절식군 421.67±120.95 mg/dL, 상엽 투여군 463.38±107.7 mg/dL으로, 정상군, 절식군 및 상엽 투여군에서 대조군에 비하여 수치가 감소한 경향을 보였으나 4군 모두 유의성이 없게 나타났다.
- 간 조직의 지방 축적에 대해서 桑葉은 간 조직 내 지방 축적 증가 억제 경향을 나타내었으며 이는 30% 절식군에서보다 뚜렷하게 관찰되었다. 혈청 지질대사에서는 桑葉이 triglyceride 상승 억제 효과가 뛰어나며, 다른 지질대사에는 큰영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 본 연구의 제한점은 실험기간이 짧아서 桑葉의 지질대사에 미치는 영향을 지속적으로 정밀하게 관찰하지 못한 점이다.
후속연구
- 따라서 桑葉은 혈청 중성지방, 간 조직의 지방 축적 억제작용을 통해 항비만 약물로 개발될 수있다고 판단되며, 향후 추가연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 이상의 결과로 볼 때, 고지방식이 유도 비만 SD Rat 실험에서 혈청 지질 중 triglyceride의 증가 억제 효과는 상엽 투여군이 30% 절식군에 비해 우세하다. 또한 Total cholesterol, HDL cholesterol, LDL cholesterol, total lipid, phospholipid에 미치는 영향은 추가적 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 그러나 total cholesterol, total lipid, phospholipid 수치는 고지방식이군에 비해 30% 절식군 및 상엽 투여군에서 감소한 경향을 보였고, HDL cholesterol 수치는 고지방식이군에 비해 상엽 투여군에서 증가한 경향을 보였다. 본 실험에서이 항목들의 유의한 변화가 나타나지 않았던 것은 3주간의 짧은 기간 동안의 관찰이었던 관계로 여겨지며 실험 기간을 연장하여 그 효과에 대한 지속적 연구가 필요하다고 생각된다.
- 혈청 지질대사에서는 桑葉이 triglyceride 상승 억제 효과가 뛰어나며, 다른 지질대사에는 큰영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 본 연구의 제한점은 실험기간이 짧아서 桑葉의 지질대사에 미치는 영향을 지속적으로 정밀하게 관찰하지 못한 점이다. 향후 본 실험을 바탕으로 桑葉이 비만에 미치는 영향과 적절한 약물 투여 기간, 간 조직 이외 다른 조직의 지방 축적 등에 대한 추가적인 연구 및 식이 절제가 비만에 미치는 영향 등에 대한 연구 또한 추가적으로 필요할 것으로 생각된다.
- 본 연구의 제한점은 실험기간이 짧아서 桑葉의 지질대사에 미치는 영향을 지속적으로 정밀하게 관찰하지 못한 점이다. 향후 본 실험을 바탕으로 桑葉이 비만에 미치는 영향과 적절한 약물 투여 기간, 간 조직 이외 다른 조직의 지방 축적 등에 대한 추가적인 연구 및 식이 절제가 비만에 미치는 영향 등에 대한 연구 또한 추가적으로 필요할 것으로 생각된다.
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