[논문]부자(附子)와 오가피(五加皮) 물 추출물의 골수유래 지방세포와 파골세포 분화 억제 효과

이경선; 최은식; 한상용; 김윤경

doi:10.14374/hfs.2014.22.1.151

부자(附子)와 오가피(五加皮) 물 추출물의 골수유래 지방세포와 파골세포 분화 억제 효과
Inhibitory Effect of Water Extracts of Aconiti Lateralis Preparata Radix and Acanthopanacis Cortex on Differentiation of Bone Marrow-Derived Adipocytes and Osteoclasts 원문보기

大韓韓醫學方劑學會誌 = Herbal formula science, v.22 no.1, 2014년, pp.151 - 165

이경선 (원광대학교 약학대학 한약학과 방제학교실) , 최은식 (원광대학교 약학대학 한약학과 방제학교실) , 한상용 (원광대학교 약학대학 한약학과 방제학교실) , 김윤경 (원광대학교 약학대학 한약학과 방제학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives : The aim of this study was to evaluate the efficacy of Aconiti Lateralis Preparata Radix (AP) and Acanthopanacis Cortex (AT) extracts in bone-derived adipocyte OP9 cell, osteoclast and osteoblast-like MG63 cells. Methods : MTT assay was used to evaluate the cytotoxicity of AP and AT extracts on OP9, osteoclast and MG63 cells. OP9 cells were treated with AP and AT, and the alterations in fat storage in the cells were determined by the Oil red O. To explain effects of RANKL-induced osteoclast differentiation in bone marrow macrophages, we performed the TRAP staining. The protein level of CAAAT/enhancer binding protein alpha ($C/EBP{\alpha}$) and peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$) as a adipocyte differentiation marker, and adiponectin was examined using western blot in differentiated OP9 cells. Effects of related genes were confirmed by luciferase assay using reporter assay. Results : AP and AT was not toxic on OP9 and MG63 cells, but AT was a little cytotoxic to osteoclast at the dose of $100{\mu}g/m{\ell}$. They could inhibit differentiation of OP9 cells and osteoclast with results of oil red O staining and TRAP staining. By western blot, AP and AT decreased the expression of $PPAR{\gamma}$ and $C/EBP{\alpha}$ which is the key transcription factor in adipogenesis and adiponectin secretion. AT also inhibited the BMP-4 activity in luciferase assay. AP also inhibited BMP-4 and Wnt3a activity, stimulated ER-${\beta}$ activity but inhibited androgen receptor activity. Conclusions : These results show AP and AT can be useful in osteoporosis and obesity via inhibition of osteoclast and adipocyte differentiation.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 저자는 비만과 골 질환에 이중 치료 효과가 있는 한약재에 대해 탐구하던 중 氣味가 맵고 쓰며, 기는 따뜻하며, 心腹 산기와 복통을 치료하며, 기를 북돋아서 다리에 힘이 없거나 소아가 걷지 못하는 증상을 치료하는 데 사용한다고 기재되어 있고¹⁷⁾ 혈압강하, 진정작용, 항 피로작용, 진해(鎭咳)작용, 관상동맥 확장 작용 등 많은 효능이 기존의 연구들을 통해 밝혀진^18,19) 오가피와 전통적으로 신양(腎陽)을 온보(溫補)하는 작용이 뛰어나며, 경구투여 및 족삼리(足三里) 약침이 체중을 감소시킨다²⁰⁾고 보고된 부자가 골수에서 유래한 지방세포 분화와 파골세포 분화에 대한 억제효능과 관련 전사인자에 대한 효과가 있어 이를 보고하고자 한다.

제안 방법

2, 2mM EDTA)로 세포를 용해시킨 후 Sonic & Materials INC에서 구입한 Ultrasonic Processor (VC-130PB)로 분쇄 후 12000rpm에서 20분 동안 원심분리하여 상등액을 취하여 사용 전까지 –70℃에 보관한다. 분리된 단백질은 Bradford 방법에 따라 정량하고 SDS-PAGE에 전기영동하여 단백질을 분리한 후 Transfer Buffer를 이용하여 PVDF-membrane에 분리된 단백질을 전사시켰다. 비 특이반응을 제거하기 위해서 5% 비지방 skim milk가 함유된 T-TBS로 실온에서 1시간 동안 충분히 흔들면서 방치하였다.

대상 데이터

부자 (附子: Aconiti Lateralis Radix Preparata)와 오가피 (五加皮: Acanthopanacis Cortex)는 경북 경산에 위치한 옴니허브에서 구입하여 사용하였다. 한약재의 추출물을 만들기 위해 한약재를 절편으로 잘게 자른 뒤 각 무게의 10배의 3차 증류수에 30분 동안 팽윤하였고, Glas-Col (Terre Haute, IN, USA) Heating mantle을 이용하여 2시간 동안 환류추출하였으며, 추출액을 여과지 (Advantec No.
실험동물은 수컷 5주령 ICR mice를 오리엔트바이오로부터 제공받아 온도 24.5±2℃, 습도 50±5%로 조절되는 동물실에서 물과 식이를 자유롭게 섭취할 수 있는 환경에서 사육하였다.

데이터처리

결과는 평균값 ± 표준편차로 표현하였다. 통계분석은 Student's t-test와 One-way ANOVA를 통해 p < 0.05 인 것을 유의하다고 판정했다.

이론/모형

세포의 독성검사는 밀집세포의 미토콘드리아 탈수소 효소에 의해 자주빛 formazan 생성물로 변하는 MTT환원을 바탕으로 MTT 분석법으로 측정했다. 세포를 96well plate에 이식하여 각 추출물의 농도와 시간에 따라 처리한 후 실험이 끝난 세포에 100㎕의 MTT용액을 넣어 4시간 동안 37℃를 유지하는 배양기에 배양하였다.
한약재의 각각 다른 특징을 규명, 분석하기 위해 luciferase assay를 수행하였다. Luciferase gene과 estrogen receptor α 또는 β gene, ERE (estrogen responsive element) gene을 넣어 제조한 vector를 293T세포에 transient transfection 시킨 후 stable cell line을 제작하였다.

성능/효과

중배엽줄기세포 분화에 있어서 작용기작과 파골세포 분화와 지방세포 분화, 조골세포의 분화 중 관여된 조절인자를 확인하여 부자와 오가피가 이들의 분화에 미치는 영향을 알아보았다. 이들 인자 중 오가피의 경우 BMP4 에 억제 효과가 있었으며, 부자의 경우 Wnt3a, BMP4에 억제효과가 있음을 luciferase assay를 통해 확인하였다.
. 부자와 오가피로 인해 TRAP 형성이 억제됨을 확인하였으며, 조골세포의 분화에 있어서는 영향을 주지 못하였다.
이상의 결과로 BMM의 파골세포 분화과정, 지방세포인 OP9, 조골세포인 MG63 세포를 통해 부자와 오가피가 지방세포의 분화에 있어 지방 생성을 억제하며 지방세포 분화에 관련되어 있는 단백질인 PPARγ, C/EBPα 그리고 adiponectin의 발현 또한 억제효과를 확인하였으며 파골세포의 분화억제 효과를 확인하여 노년기 골다공증과 비만 치료효과를 보일 수 있다고 생각된다.

후속연구

이러한 결과들을 종합해 볼 때 부자와 오가피 추출물이 노년기 골다공증과 비만 치료효과를 보일 수 있다고 생각되며 향후 추가적인 연구가 더 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	비만이란 무엇인가 ?	비만이란 열량의 섭취와 소비의 불균형으로 나타나는 대사성 질환으로 신체활동의 감소 및 과도한 칼로리 섭취로 인해 비만 인구는 급속도로 증가하고 있다1,2). 비만은 단순히 체중 증가현상만을 의미하는 것이 아니라 고혈압, 고지혈증, 제2형 당뇨병 등과 같은 대사성 질환들과 밀접한 연관되어 이러한 질병들의 발병률을 증가시킨다고 보고된 바 있다.
	골아세포와 지방세포의 공통점은 ?	골아세포와 지방세포는 중배엽줄기계의 세포로서 분화할 수 있는 능력을 가진 미분화세포인 인간 골수 유래 간엽세포로부터 분화되었다는 공통점을 갖는다9). 골 질환이 비정상적인 파골세포의 분화와 관련된 것처럼 비만과 관련해 지방세포의 분화가 지방축적에 가장 결정적인 역할을 한다고 알려져 있다.
	골다공증유병률이 50대 이상의 여자에게 높은 이유는 ?	이 결과로 골다공증과 비만의 유병률이 50대 이상의 여자에게서 높게 나타나므로 여성노인의 건강문제에 대한 관심이 높아지고 있다. 이는 폐경 후 에스트로겐의 골 대사, 지질대사 및 혈관 보호효과가 약화되면서 비만, 골다공증 및 심혈관계질환의 발생률이 높아지는 것으로 파악된다. 폐경기이후 체중 증가의 기전은 폐경후 신체에 콜레스테롤이 에스트로겐으로의 전환율이 감소하면서 혈중 콜레스테롤 수치가 상승하고, 지방조직의 증가는 내장 지방량을 증가시켜 복부비만이 많아지게 된다33)고 알려져 있다.

참고문헌 (49)

Park JA, Park C, Han MH, Kim BW, Chung YH, Choi YH. Inhibition of adipocyte differentiation and adipogenesis by aged Black Garlic Extracts in 3T3-L1 preadipocytes. J Life Sci. 2011; 21(5): 720-728.

원문보기 상세보기
Park SJ, Lee IS, Lee SP, Yu MH. Inhibition of adipocyte differentiation and adipogenesis by supercritical Fluid Extracts and Marc from Cinnamomum verum. J Life Sci. 2013; 23(4): 510-517.

원문보기 상세보기
Kopelman PG. Obesity as a medical problem. Nature. 2000; 404(6778): 635-643.
Spiegelman BM, Flier JS. Obesity and the regulation of energy balance. Cell. 2001; 104: 531-543.

상세보기
Parfitt AM. Bone remodeling: Relationship to the amount and structure of bone the pathogenesis and prevention of fractures. In; Osteoporosis, Etiology, Diagnosis and Management. Melton L,J(ed). New York: Reven Press. 1988; 45-93.
Stein GS, Lian JB, Wijnen AJ, Montechino M. Transcriptional control of osteoblast growth and differentiation. Physiol. 1996; 76: 593-629.
Rodan GA, Marti TJ. Therapeutic approaches to bone diseases. Science. 2000; 289(5484): 1508-1541.

상세보기
Okamoto K, Takayanagi H. Regulation of bone by the adaptive immune system in arthritis. Arthritis Res Ther. 2011; 13(3):219. Review.

상세보기
Qiao C, Xu W, Zhu W, et al. Human mesenchymal stem cells isolated from the umbilical cord. Cell Biol int. 2008; 32: 8-15.

상세보기
Darlington GJ, Rose SE, MacDougald OA. The role of C/EBP genes in adipocyte differentiation. J Biol Chem. 1998; 273: 30057-30060.

상세보기
Rosen ED, Hsu CH, Wang X, Sakai S, Freeman MW, Gonzalez FJ, Spiegelman BM. $C/EBP{\alpha}$ induses adipogenesis through $PPAR{\gamma}$ : A unified pathway. Genes Dev. 2002; 16: 22-26.

상세보기
Kershaw EE, Flier JS. Adipose tissue as an endocrine organ. Mol Cell Endocrinol. 2010; 316: 129-139.

상세보기
Alessi MC, Lijnen HR, Bastelica D, Juhan-Vague I. Adipose tissue and atherothrombosis. Pathophysiol Haemost Thromb. 2003; 33: 290-297.

상세보기
Masse PG, Tranchant CC, Dosy J, Donovan SM. Coexistence of osteoporosis and cardiovascular disease risk factors in apparently healthy, untreated postmenopausal women. Int J Vitam Nutr Res. 2005; 75(2): 97-106.

상세보기
Apfellbaum M, Vague, P, Ziegler O, IIanotin O, Thomas F, Leu-tenegger E. Long-term maintenance of weight loss after a very low calorie diet; Efficacy and tolerabillity of sibutramine. Am J Med. 1999; 106: 179-184.

상세보기
Pole HAP, Felsenberg D, Hanley DA, Stenpan J, Munoz-Torres M, Wolkins TJ, Qui-Sheng G, Galich M, Vandormael K, Yates AJ. Multinational placebo-controlled, randomised trial of the effects of alendronate on bone density and fracture risk in postmenopausal women with law bone mass: Results of the FOSIT. Osteoporosis Int. 1999; 9: 461-468.

상세보기
Chu J. Bon-Kyung-So-Jeung. Seoul: Daeseong medical publishers, 2001: 565-566.
S Nishibe, H Kinoshita, H Takeda, G Okano. Phenolic compounds from stem bark of Acanthopanax senticosus and their pharmacological effect in chronic swimming stressed rats. Chem Pharm Bull. 1990; 38(6): 1763-1765.

상세보기
T Fujikawa, A Yamaguchi, I Morita, H Takeda, S Nishibe. Protective effects of Acanthopanax senticosus Harms from Hokkaido and its components on gastric ulcer in restrained cold water stressed rats. Biol Pharm Bull. 1996; 19(9): 1227-1230.

상세보기
Lee GM, Kim KS, Jang JD, Kim KY. Study of Aconiti tuber on normal Rats : change of body weight, transaminase. The journal of Korean Acupuncture & Moxibustion Society. 1999; 16(1): 269-282.
Professors of Herbology, College of Oriental Medicine. Herbal medicine. Seoul: Yeongnim publishers, 1999: 283-284.
Lee SM. Inhibitory effects of acanthopanacis cortex on the osteoclast formation. Dept. of Herbal Medicine. Semyung University Graduate School. 2007.
Im SY, Im JY, Lee CS, Jang YJ, Park JY, Yun S. Antioxidant and cell proliferation effects of Acanthopanax senticosus for extract in human osteoblast-like MG-63 cell line. Korean J FOOD SCI. TECHNOL. 2007; 39(6): 694-700.
Yang JY, Lee KS, Kim MK, Moon SK, Kang MK, Park BH, Kim JS, Park JW. Effect of Acanthopanax senticosus on lipoprotein lipase in 3T3-L1 adipocytes. Phytother Res. 2004; 18(2):160-3.

상세보기
Park SH, Nhiem NX, Kiem PV, Choi EM, Kim JA, Kim YH. A new norlupane triterpene from the leaves of Acanthopanax koreanum increases the differentiation of osteoblastic MC3T3-e1 cells. Arch Pharm Res. 2010; 33(1): 75-80.

원문보기 상세보기
Jeoung JH, Lee YH, Kang SG. Preventive effect on development of diabetes and renoprotective Effect of Acanthopanax Senticosus aqua-acupuncture in multiple low-dose streptozotocin-induced diabetic rats. The Acupuncture. 2003; 20(3): 1-14.
Kim HC, Lee SI, Ahn DK. Effect of Acanthopanacis Cortex on the IL-8 production in human monocyte as a rheumatoid arthritis remedy. The Korea Journal of Herbology. 1995; 10(1): 49-58.
Han DS. Pharmacognosy. Gyeonggi-do: Dongmyeong publishers, 1997: 156.
Kim JH, Choi YH, Hwang WD. Inhibition of cell proliferation and induction of apoptosis by methanolic extract of Aconiti Tuber in human renal cell carcinoma cells. The Journal of Korean Oriental Internal Medicine. 2008; 29(1): 42-66.
Jeong HS. Effects of Cinnamomum Cassia and Aconitum Carmichaeli′s phamacopunture and oral administration on blood sugar in TypeII diabetic mice. Woosuk University Graduate School, 2009: 37-39.
Lee SH, Lee BC, Ahn YM, Doo HK, Ahn SY. The Effects of Aconiti Radix on thyroid function in hypothyroidism rat model induced by 6-propyl-2-thiouracil (PTU). The Journal of Korean Oriental Internal Medicine. 2007; 28(2): 275-283.
Ministry of Health and Welfare. 2010 National Health Statistics. 2011: 52, 68.
Broussard DL, Magnus JH. Coronary heart disease risk and bone mineral density among U.S. women and men. J Womens Health. 2008; 17(3): 479-490.

상세보기
So HY, Ahn SH, Song RY, Kim HL. Relationships among obesity, bone mineral density, and cardiovascular risks in post-menopausal women. Korean J Women Health Nurs. 2010; 16(3): 224-233.

원문보기 상세보기
Beresford JN, Bennett JH, Devlin C, Leboy PS, Owen ME. Evidence for an inverse relationship between the differentiation of adipocytic and osteogenic cells in rat marrow stromal cell cultures. J Cell Sci. 1992; 102: 341-351.
Muruganandan S, Roman AA, Sinal CJ. Adipocyte differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells: cross talk with the osteoblastogenic program. Cell Mol Life Sci. 2009; 66: 236-253.

상세보기
Im KI. Intracellular signal transduction pathways and transcription factors for osteogenesis. Korean College of Rheumatology. 2008; 15(1): 1-10.
Quan Kang, et al. A comprehensive analysis of the dual roles of BMPs in regulating adipogenic and osteogenic differentiation of mesenchymal progenitor cells. Stem Cells Dev. 2009; 18(4): 545-558.

상세보기
Jeong Hwan Kim, et al. Wnt Signaling in Bone Formation and Its Therapeutic Potential for Bone Diseases. Ther Adv Musculoskel Dis. 2013; 5(1): 13-31.

상세보기
Wellman NS, Friedberg B. Causes and consequenses of adult obesity: health, social and economic impacts in the united States. Asia Pac J Clin Nutr. 2002; 11 Suppl 8: S705-S709.

상세보기
Wyatt SB, Winters KP, Dubbert PM. Overweight and obesity: prevalence, consequenses, and causes of a growing public health prolem. Am J Med Sci. 2006; 331: 166-174.

상세보기
Choi WH. Differentiation of adipocyte. Korean J Obes. 1999; 8(1): 3-7.
Burns RP, Kim JB, Hu E, Altiok S, Spiegelman BM. Adipocyte differentiation; a transcriptional regulatory. Curr Opin Cell Biol. 1996; 8: 826-832.

상세보기
Gregoire FM, Smas CM, Sul HS. Understanding adipocyte differentiation. Physiol Rev. 1998; 78: 783-809.

상세보기
Saitoa T, Abea D, Sekiya K. Flavanone exhibits $PPAR{\gamma}$ ligand activity and enhances differentiation of 3T3-L1 adipocytes. Biochem Bioophys Res Commun. 2009; 380: 281-285.

상세보기
Tontonoz P, Hu E, Spiegelman BM. Regulation of adipocyte of adipocyte gene expression and differentiation by peroxisome proliferator activated receptor gamma. Curr Opin Genet Dev. 1995; 5: 571-576.

상세보기
Freytang SO, Paielli DL, Gilbert JD. Ectopic expression of the CCAAT/enhancer-binding protein alpha promotes the adipogenic program in a variety of mouse fibroblastic cells. Genes Dev. 1994; 8: 1654-1663.

상세보기
Rosen ED, Walkey CJ, Puigserver P, Spiegelman BM. Transcriptional regulation of adipogenesis. Genes Dev. 2000; 14: 293-307.
Ikeda F, Nishimura R, Matsubara T, Hata K, Reddy SV, Yoneda T. Activation of NFAT signal in vivo leads to osteopenia associated with increased osteoclastogenesis and bone-resorbing activity. J Immunol. 2006; 177(4): 2384-2390.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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