조위승청탕(調胃升淸湯) 추출액이 비만유도 쥐의 지질대사, 항산화계 및 염증반응계에 미치는 영향 Effects of Jowiseungcheung-tang Extract on the Lipid Metabolism, Anti-oxidation and Inflammatory Reflex High Fat Diet Obese Rats원문보기
Objectives : The purpose of this study was to investigate the effects of Jowiseungcheung-tang (JWSCT) extract on the lipid metabolism, anti-oxidation and inflammatory reflex. Methods : Male Sprague-Dawley rats were fed a high fat diet for 8 weeks and were randomly divided into 4 groups (10 mice in e...
Objectives : The purpose of this study was to investigate the effects of Jowiseungcheung-tang (JWSCT) extract on the lipid metabolism, anti-oxidation and inflammatory reflex. Methods : Male Sprague-Dawley rats were fed a high fat diet for 8 weeks and were randomly divided into 4 groups (10 mice in each group): control group, 100 mg/kg JWSCT group, 200 mg/kg JWSCT group, 300 mg/kg JWSCT group. The control group was administered 100 mg/kg of water, but the other three groups were administered 100, 200, 300 mg/kg JWSCT extract for 4 weeks. After 4 weeks, we measured lipid level, thiobarbituric acid reactive substance (TBARS), glutathione peroxidase (GSH-Px), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and cytokines in plasma and liver. The gene expression level and the ratio of apo-B and apo-E were then investigated by way of reverse transcription -polymerase chain reaction (RT-PCR). Results : In the JWSCT group, compared with the control, free fatty acid, triglyceride, total cholesterol, LDL-cholesterol, TBARS, IL-$1{\beta}$, IL-6 and TNF-${\alpha}$ decreased significantly in plasma and liver. However HDL-cholesterol, IL-10, GSH-Px, SOD and CAT increased. In the JWSCT group, compared with the control, the gene expression level and the ratio of apo-A and apo-E decreased significantly in the RT-PCR analysis. Conclusions : The extract of JWSCT has anti-obesity, anti-inflammatory and anti-oxidant effects.
Objectives : The purpose of this study was to investigate the effects of Jowiseungcheung-tang (JWSCT) extract on the lipid metabolism, anti-oxidation and inflammatory reflex. Methods : Male Sprague-Dawley rats were fed a high fat diet for 8 weeks and were randomly divided into 4 groups (10 mice in each group): control group, 100 mg/kg JWSCT group, 200 mg/kg JWSCT group, 300 mg/kg JWSCT group. The control group was administered 100 mg/kg of water, but the other three groups were administered 100, 200, 300 mg/kg JWSCT extract for 4 weeks. After 4 weeks, we measured lipid level, thiobarbituric acid reactive substance (TBARS), glutathione peroxidase (GSH-Px), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and cytokines in plasma and liver. The gene expression level and the ratio of apo-B and apo-E were then investigated by way of reverse transcription -polymerase chain reaction (RT-PCR). Results : In the JWSCT group, compared with the control, free fatty acid, triglyceride, total cholesterol, LDL-cholesterol, TBARS, IL-$1{\beta}$, IL-6 and TNF-${\alpha}$ decreased significantly in plasma and liver. However HDL-cholesterol, IL-10, GSH-Px, SOD and CAT increased. In the JWSCT group, compared with the control, the gene expression level and the ratio of apo-A and apo-E decreased significantly in the RT-PCR analysis. Conclusions : The extract of JWSCT has anti-obesity, anti-inflammatory and anti-oxidant effects.
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문제 정의
따라서 본 연구는 비만을 유도한 쥐에게 調胃升淸湯 추출액을 투여한 후, 체내 지질대사, 항산화계 및 면역계에 미치는 영향을 알아보기 위하여 관련 생물학적 수치들을 처리군 간에 비교, 검토했다. 그 결과는 아래와 같다.
따라서 본 연구에서는 비만의 예방 및 효과적인 치료법을 개발하기 위한 기초연구로 고지방식이로 비만을 유도한 흰쥐에게 調胃升淸湯 추출물을 투여한 후 지질강하 효과, 항산화 및 생체면역체계와 관련되는 각종 생물학적 수치를 검토하여 유의한 결과를 얻어 보고하는 바이다.
간장은 지질의 합성과 분해가 이루어지는 곳으로, 식이의 종류나 간장 내의 효소활성에 영향을 줄 수 있는 요인들에 의해 다소 차이를 나타낼 수 있다. 본 실험에서 식이의 종류와 섭취량이 처리군 간에 거의 동일하였기에 調胃升淸湯 추출물의 기능성 물질들이 간장 내 지질의 합성이나 분해에 어떤 영향을 주었을 가능성을 시사해 준다.
본 연구에서 調胃升淸湯 추출물 투여군 들에서 혈액 내 FFA, total cholesterol, LDL-cholesterol 및 TG 농도가 하락하고, HDL-cholesterol농도가 대조군보다 높은 경향을 보여 調胃升淸湯 추출물 내의 기능성 물질들은 지질강하효과를 가지고 있으며, 성인병 예방과 치료에 긍정적으로 작용할 수 있음을 시사해 준다.
또한 IL-10 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 높은 경향을 보였다(Table 9). 이와 같은 결과는 調胃升淸湯 추출물이 생체 내 전염증성 cytokines 생산을 억제하고 항염증성 cytokines를 증가시키는 기능성 물질을 내재하고 있을 가능성을 시사해 준다.
가설 설정
a,b : Means in the same column with different superscripts are significantly different (p<0.05).
제안 방법
TRI reagent(Sigma alderich Co., USA)를 이용하여 분화된 간장세포의 total RNA를 추출하였다. cDNA합성은 M-MLV Reverse transcriptase kit(Promega, USA)를 사용하여 5 mg/ml total RNA 로 하였다.
간장 내 CAT 활성을 측정하기 위하여 간장 0.2 g을 20배의 25 mM KH 2 PO 4 -NaOH buffer(pH 7.0)에 넣어 균질화 시키고 이 homogenate를 같은 buffer로 60배 희석한 후 ice bath 상태에서 ultrasonicator로 15초씩 2회 반복해서 분쇄하여, 이 시료를 spectrophotometer(550 nm)에서 흡광도를 측정한 후 formaldehyde를 표준용액으로 하여 얻은 표준곡선으로부터 활성을 계산하였다.
간장 내 SOD 측정은 xanthine oxidase에 의해 superoxide를 생성하고, 이 superoxide가 ferricytochrome C(Fe3+)를 ferrouscytochrome C(Fe2+)로 환원시키는데 이때 SOD가 존재하면 SOD가 superoxide에 대해 경쟁하여 cytochrome C의 환원속도가 감소되는 원리를 이용한 Flohe의 방법으로 측정했다. 본 실험에서는 ferricytochrome C의 환원이 방해되는 정도를 550nm에서 30초 간격으로 3분간 비색정량한 후 ferricytochrome C의 환원을 50% 방해하는 SOD의 양을 1unit로 하여 분당 활성정도를 나타내었다.
간장 내 TBARS량은 1~2 g 정도의 간장절편을 0.9% 생리식염수로 세척하여 혈액을 제거하고, 1.15% KCl 수용액과 혼합한 후, homogenizer로 충분히 마쇄하여 10% homogenate를 만들었다. 이 중 0.
혈장 free fatty acid(FFA) 함량은 V-NEFA kit(日水제약, Japan)를 이용한 효소법에 의해 측정하였다. 간장 내 total cholesterol 및 TG량은 정량용 kit(Wako Co., Japan)를 이용하여 분석하였다.
원심분리시의 온도는 4 ℃를 유지하였으며, 조제한 시료를 stock solution(K buffer, 40 mM glutathione, KH buffer, ml당 1unit의 glutathione reductase)에 넣어 37 ℃에서 10분간 항온 시킨 후, 20 mM NADPH를 첨가하여 다시 2분 동안 방치시켰다. 그리고 15 mM t-butyl hydroperoxide를 가하여 그 반응을 340 nm에서 1분간 흡광도가 감소하는 속도를 측정하였다. GSH-Px 활성도의 unit는 mg protein당 1분 동안 NADPH가 NADH로 산화되는 nM수로 나타내었다.
)로 환원시키는데 이때 SOD가 존재하면 SOD가 superoxide에 대해 경쟁하여 cytochrome C의 환원속도가 감소되는 원리를 이용한 Flohe의 방법으로 측정했다. 본 실험에서는 ferricytochrome C의 환원이 방해되는 정도를 550nm에서 30초 간격으로 3분간 비색정량한 후 ferricytochrome C의 환원을 50% 방해하는 SOD의 양을 1unit로 하여 분당 활성정도를 나타내었다.
비만을 예방하고 비만으로 인한 각종 질환들의 치료효과를 개선하기위하여 비만을 유도한 쥐에게 調胃升淸湯 추출액을 투여한 후, 체내 지질대사, 항산화계 및 면역계에 미치는 영향을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
상지대학교 부속한방병원 약제과에서 엄선한 약재로 구성된 調胃升淸湯 500 g(건조중량)을 수조 상에서 냉각수 환류 하에 5시간씩 3회 추출하고 여과, 감압 농축하여 에탄올 추출물 102.95 g을 만들었다. 투여는 처리군 별 정량을 매일 오후 5시경에 needle zonde를 이용하여 경구 투여하였으며, 1첩 분량은 다음과 같다(Table 2).
식이급여는 시험기간 4주 동안 전 처리군 동일하게 기본식이(Table 1)를 급여하였으며, 급여량은 각 처리군 간에 섭취량의 차이가 5% 이내가 되도록 균등 급여하였다. 물은 자유 급여하였다.
채혈은 실험종료일에 12시간 절식을 시킨 후, 심장천자법에 의해 약 7 ml를 하였으며, 채취한 혈액을 분석항목별로 나누어 각각의 시료로 사용하였다. 간장은 채혈을 마친 후, 적출하여 각각의 분석 항목별 처리방법에 따라 처리 한 후, -80 ℃에 냉동 보관하였다.
95 g을 만들었다. 투여는 처리군 별 정량을 매일 오후 5시경에 needle zonde를 이용하여 경구 투여하였으며, 1첩 분량은 다음과 같다(Table 2).
평균체중이 187.31±4.85 g의 6주령 Sprague-Dawley계 rat 수컷 50마리를 고지방식이(Table 1)를 8주간 급여한 후, 체중이 400g 이상인 40마리를 선발하여, 평균체중이 유사하게 대조군(생리식염수 100 mg/kg), 처리 1군(調胃升淸湯 추출액 100 mg/kg, 이하 100 mg/kg JWSCT), 처리 2군(調胃升淸湯 추출액 200 mg/kg, 이하 200 mg/kg JWSCT) 및 처리 3군(調胃升淸湯 추출액 300 mg/kg, 이하 300 mg/kg JWSCT)으로 나누어 각 처리군당 10마리씩 임의 배치하였다.
합성된 cDNA는 각각의 mouse TNF-α, apo-B, apo-E, leptin 및 β-actin genes의 primer(Table 3)를 이용하여 PCR을 수행하였다.
혈장 내 AST, ALT는 혈액자동분석기(Boehringer Manheim, Germany)로 측정하였다.
혈장 내 total cholesterol, triglyceride(TG), low density lipoprotein cholesterol(LDL-cholesterol) 및 high density lipoprotein cholesterol(HDL-cholesterol) 농도는 혈액자동분석기(Boehringer Manheim, Germany)에 의해 분석하였다. 혈장 free fatty acid(FFA) 함량은 V-NEFA kit(日水제약, Japan)를 이용한 효소법에 의해 측정하였다.
대상 데이터
1 mg/ml ethidium bromide)을 이용하여 전기영동을 하였으며, size marker로 Gene Ruler DNA ladder mix.(Fermentas, #SM0333)를 사용하였다.
실험결과는 SPSS 통계 프로그램(version:12.0k ; SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA)을 이용하여 one-way ANOVA 검정을 수행하였으며, 각 처리군 간의 유의성 검정은 Duncan's multiple range test에 의해 p<0.05 수준에서 실시했다.
이론/모형
간장 내 GSH-Px 활성은 Levander의 방법에 준해 분석하였다. 일정량의 간장절편을 생리식염수로 세척하여 혈액을 제거시킨 후, 0.
혈장 내 total cholesterol, triglyceride(TG), low density lipoprotein cholesterol(LDL-cholesterol) 및 high density lipoprotein cholesterol(HDL-cholesterol) 농도는 혈액자동분석기(Boehringer Manheim, Germany)에 의해 분석하였다. 혈장 free fatty acid(FFA) 함량은 V-NEFA kit(日水제약, Japan)를 이용한 효소법에 의해 측정하였다. 간장 내 total cholesterol 및 TG량은 정량용 kit(Wako Co.
혈장 내 TBARS량은 혈장을 분리하여, 37 ℃에서 120분간 배양 후 Buge와 Aust의 방법에 의해 정량하였다.
성능/효과
β-actin expression에 대한 apo-B 및 apo-E의 gene expression 비율은 調胃升淸湯 추출물 200 mg/kg 및 300 mg/kg 투여군이 대조군보다 유의하게 낮은 값을 나타내었으며, 調胃升淸湯 추출물의 투여량이 증가함에 따라 감소했다(Fig. 2, 3).
1. 혈장과 간장 내 FFA 농도, triglyceride 농도, total cholesterol 및 LDL-cholesterol 농도는 調胃升淸湯 추출물의 투여량이 증가함에 따라 감소했고 혈장 내 HDL-cholesterol 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군이 대조군보다 높은 경향을 나타냈다.
2. 혈장 및 간장 내 TBARS 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 유의하게 낮은 값을 나타냈고, 간장 내 GSH-Px, SOD 및 CAT의 활성치 모두가 調胃升淸湯 추출액 투여군 들이 대조군보다 높은 경향을 나타냈다.
3. 혈장과 간장 내 IL-1β, IL -6 및 TNF-α 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 낮은 경향을 보였으며, IL-10 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군들이 대조군보다 높은 경향을 보였다.
4. Apo-B 및 apo-E의 gene expression은 調胃升淸湯 추출물 투여군 들이 대조군보다 확연하게 낮은 expression을 나타내었으며, 調胃升淸湯 추출물 투여량이 증가함에 따라 gene expression의 수준이 하락했다.
5. β-actin expression에 대한 apo-B 및 apo-E의 gene expression 비율은 調胃升淸湯 추출물 200 mg/kg 및 300 mg/kg 투여군이 대조군보다 유의하게 낮은 값을 나타내었으며, 調胃升淸湯 추출물의 투여량이 증가함에 따라 감소했다.
Apo-B 및 apo-E의 gene expression 모두가 調胃升淸湯 추출물 투여군 둘이 대조군보다 확연하게 낮은 expression을 나타내었으며, 調胃升淸湯 추출물 투여량이 증가함에 따라 gene expression의 수준은 하락했다(Fig. 1).
FFA 및 TG농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군이 대조군보다 낮은 경향을 보였으며, 調胃升淸湯 추출액 투여량이 증가함에 따라 하락하는 경향을 보였다. 그러나 FFA농도는 調胃升淸湯 300 mg/kg 투여군 만이 대조군과 유의한 차이를 나타내었으며, TG농도는 調胃升淸湯 추출액 200 및 300 mg/kg 투여군에서 대조군과 유의한 차이를 나타내었다(Table 4).
GSH-Px, SOD 및 CAT의 활성치 모두가 調胃升淸湯 추출액 투여군 들이 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 調胃升淸湯 투여량이 증가함에 따라 3개 효소 활성치 모두가 증가했다(Table 8).
RT-PCR 분석에 의한 apo-B 및 apo-E의 gene expression 모두가 調胃升淸湯 추출물 투여군 들이 대조군보다 확연하게 낮은 expression을 나타내었으며, 調胃升淸湯 추출물 투여량이 증가함에 따라 gene expression의 수준이 하락했다(Fig. 1).
Total cholesterol 및 LDL-cholesterol 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군이 대조군보다 낮은 경향을 보였으며, 調胃升淸湯 추출액 투여량이 증가함에 따라 하락했다. HDL-cholesterol 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군이 대조군보다 높은 경향을 나타내었다(Table 5).
혈장 TBARS 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 유의하게 낮은 값을 나타내었다. 간장 내 TBARS 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 낮은 경향을 보였으나, 調胃升淸湯 추출액 300 mg/kg 투여군 만이 대조군과 유의한 차이를 나타내었다(Table 7).
간장 내 total cholesterol 및 TG 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 들이 대조군보다 낮은 경향이었으며, 調胃升淸湯 추출액 투여량이 증가함에 따라 하락했다(Table 6).
FFA 및 TG농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군이 대조군보다 낮은 경향을 보였으며, 調胃升淸湯 추출액 투여량이 증가함에 따라 하락하는 경향을 보였다. 그러나 FFA농도는 調胃升淸湯 300 mg/kg 투여군 만이 대조군과 유의한 차이를 나타내었으며, TG농도는 調胃升淸湯 추출액 200 및 300 mg/kg 투여군에서 대조군과 유의한 차이를 나타내었다(Table 4).
. 따라서 본 연구에서 調胃升淸湯 투여군 들에서 apo-B 및 apo-E의 gene expression이 대조군보다 낮은 결과로 나타난 것은 調胃升淸湯 기능성 물질들이 간장 내 lipoprotein 합성에 긍정적인 영향을 주었을 것으로 생각된다.
본 연구에서 혈장 IL-1β, IL-6 및 TNF-α 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다낮은 경향을 보였으며, 調胃升淸湯 추출액 투여량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 IL-10 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 높은 경향을 보였다(Table 9). 이와 같은 결과는 調胃升淸湯 추출물이 생체 내 전염증성 cytokines 생산을 억제하고 항염증성 cytokines를 증가시키는 기능성 물질을 내재하고 있을 가능성을 시사해 준다.
본 연구에서 항산화계 효소인 GSH-Px, SOD 및 CAT의 활성치 모두가 調胃升淸湯 추출액 투여군들이 대조군보다 높은 경향을 나타내었으며, 調胃升淸湯 투여량이 증가함에 따라 3개 효소 활성치 모두가 증가했다(Table 8). 이러한 결과는 혈액 내 과산화물의 실험결과와 잘 부합되며, 調胃升淸湯의 기능성 물질이 항산화계효소의 합성 혹은 활성에 직접적인 영향을 줄 가능성을 시사한다.
본 연구에서 혈장 IL-1β, IL-6 및 TNF-α 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다낮은 경향을 보였으며, 調胃升淸湯 추출액 투여량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.
본 연구에서 혈장 TBARS 및 간장 내 TBARS 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군 보다 유의하게 낮은 값을 나타내었다(Table 7). 이와 같은 결과는 調胃升淸湯이 체내 항산화계에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 입증한다.
따라서 간장의 항상성 체계는 간장내의 cytokines 합성과 방출에 직접적으로 영향을 줄 것으로 생각된다. 본 연구의 실험결과에서 처리군 별 결과가 확연한 차이를 나타내지 않은 것은 이러한 요인들이 작용한 것으로 생각되며, 미미한 차이를 나타내었지만 調胃升淸湯의 기능성 물질이 간장에서 염증반응에 긍정적인 방향으로 cytokines의 합성에 영향을 주었음을 시사한다.
이상의 결과를 종합해보면, 調胃升淸湯은 지질 강하, 항산화 및 염증반응조절에 긍정적으로 작용하여, 비만의 예방과 비만으로 인한 각종 질환들의 치료효과가 있음을 시사한다.
혈장 TBARS 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 유의하게 낮은 값을 나타내었다. 간장 내 TBARS 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 낮은 경향을 보였으나, 調胃升淸湯 추출액 300 mg/kg 투여군 만이 대조군과 유의한 차이를 나타내었다(Table 7).
혈장 내 IL-1β, IL-6 및 TNF-α 농도는 調胃升 淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 낮은 경향을 보였으며, 調胃升淸湯 추출액 투여량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비만이란?
비만은 지질대사 장애로 인하여 지방조직이 체내에 과잉으로 축적된 상태를 말한다. 최근의 연구에서 지방조직이 내분비계에 관여할 뿐만 아니라 cytokines 분비에 영향을 주어 각종 염증반응을 일으킨다는 것이 밝혀졌다1-2.
한의학에서는 비만을 무엇이라고 표현하는가?
한의학에서는 비만을 ‘肥, 肥人, 肥貴人, 肥白人, 肥胖’이라고 표현하고 있는데, ≪素問 · 通評虛實論篇≫에 ‘肥貴人則膏粱之疾也’라 하여 기름진 음식의 과다 섭취를 비만의 원인으로 제시하였다4. 朱震亨은 『丹溪心法』에서 ‘肥白人必多痰’이라 하여 肥人은 脾虛하여 痰飮이 많으므로 비만에서 濕痰제거가 중요하다고 강조하였다5.
비만을 유도한 쥐에게 調胃升淸湯 추출액을 투여한 후, 체내 지질대사, 항산화계 및 면역계에 미치는 영향을 검토하여 어떠한 결론을 얻었는가?
1. 혈장과 간장 내 FFA 농도, triglyceride 농도, total cholesterol 및 LDL-cholesterol 농도는 調胃升淸湯 추출물의 투여량이 증가함에 따라 감소했고 혈장 내 HDL-cholesterol 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군이 대조군보다 높은 경향을 나타냈다.
2. 혈장 및 간장 내 TBARS 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 유의하게 낮은 값을 나타냈고, 간장 내 GSH-Px, SOD 및 CAT의 활성치 모두가 調胃升淸湯 추출액 투여군 들이 대조군보다 높은 경향을 나타냈다.
3. 혈장과 간장 내 IL-1β, IL -6 및 TNF-α 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군 모두가 대조군보다 낮은 경향을 보였으며, IL-10 농도는 調胃升淸湯 추출액 투여군들이 대조군보다 높은 경향을 보였다.
4. Apo-B 및 apo-E의 gene expression은 調胃升淸湯 추출물 투여군 들이 대조군보다 확연하게 낮은 expression을 나타내었으며, 調胃升淸湯 추출물 투여량이 증가함에 따라 gene expression의 수준이 하락했다.
5. β-actin expression에 대한 apo-B 및 apo-E의 gene expression 비율은 調胃升淸湯 추출물 200 mg/kg 및 300 mg/kg 투여군이 대조군보다 유의하게 낮은 값을 나타내었으며, 調胃升淸湯 추출물의 투여량이 증가함에 따라 감소했다.
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