세포배양 모델을 통한 함초(Salicornia herbacea L.) 물 추출물의 항비만 효과 탐색 Antiadipogenic Effect of Korean Glasswort (Salicornia herbacea L.) Water Extract on 3T3-L1 Adipocytes원문보기
본 연구에서는 염생식물의 하나인 한국산 함초(Salicornia herbacea L.) 물 추출물의 항비만 효과를 알아보고자 지방세포를 이용하여 실험을 실시하였다. 3T3-L1 adipocytes 세포의 지방분화 억제 효과를 살펴보기 위해 함초 물 추출물을 농도별(125, 250, $500{\mu}g/mL$), 처리시기별(전처리, 후처리)로 처리한 결과, 함초 물 추출물을 후처리 하였을 때 지방세포의 크기와 지방축적 정도가 감소하였다. 또한 함초물 추출물 후 처리 시 $125{\mu}g/mL$ 농도에서 세포로부터의 TNF-${\alpha}$의 생성이 유의하게 증가하였고, 세포로부터 분비된 glycerol 양에는 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과는 함초물 추출물이 지방분화 유도 후 지방이 축적되는 과정에서 지방분해보다는 지방합성 과정에 관련하여 지방세포 분화를 억제하는 효과가 있는 것으로 여겨진다. 함초 물 추출물 후처리 시 지방축적 감소로 인해 지방세포에서 분비되는 인슐린 저항성과 관련된 leptin 및 resistin 생성은 감소하였고, 인슐린 민감성을 증가시키고 지방세포로의 에너지원 유입을 증가시키는 PPAR-${\gamma}$ 및 이로부터 발현이 유도되어 심혈관계 질환 예방에 관련된 adiponectin 생성을 증가시켜 인슐린 민감성과 관련된 당뇨병 및 심혈관계 질환 예방 효과를 가질 가능성이 있을 것으로 나타났다. 그러나 정확한 관련 기전에 대한 더 많은 연구와 함초 물 추출물의 기능성 성분을 밝히는 추후 연구가 필요하다.
본 연구에서는 염생식물의 하나인 한국산 함초(Salicornia herbacea L.) 물 추출물의 항비만 효과를 알아보고자 지방세포를 이용하여 실험을 실시하였다. 3T3-L1 adipocytes 세포의 지방분화 억제 효과를 살펴보기 위해 함초 물 추출물을 농도별(125, 250, $500{\mu}g/mL$), 처리시기별(전처리, 후처리)로 처리한 결과, 함초 물 추출물을 후처리 하였을 때 지방세포의 크기와 지방축적 정도가 감소하였다. 또한 함초물 추출물 후 처리 시 $125{\mu}g/mL$ 농도에서 세포로부터의 TNF-${\alpha}$의 생성이 유의하게 증가하였고, 세포로부터 분비된 glycerol 양에는 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과는 함초물 추출물이 지방분화 유도 후 지방이 축적되는 과정에서 지방분해보다는 지방합성 과정에 관련하여 지방세포 분화를 억제하는 효과가 있는 것으로 여겨진다. 함초 물 추출물 후처리 시 지방축적 감소로 인해 지방세포에서 분비되는 인슐린 저항성과 관련된 leptin 및 resistin 생성은 감소하였고, 인슐린 민감성을 증가시키고 지방세포로의 에너지원 유입을 증가시키는 PPAR-${\gamma}$ 및 이로부터 발현이 유도되어 심혈관계 질환 예방에 관련된 adiponectin 생성을 증가시켜 인슐린 민감성과 관련된 당뇨병 및 심혈관계 질환 예방 효과를 가질 가능성이 있을 것으로 나타났다. 그러나 정확한 관련 기전에 대한 더 많은 연구와 함초 물 추출물의 기능성 성분을 밝히는 추후 연구가 필요하다.
As a natural plant ingredients, glasswort (Salicornia herbacea L.) contains various physiological activities, mainly anti-oxidative and anti-diabetic activities. However, only a few studies have been carried out on its anti-adipogenic effect. This study investigated the anti-obesity effects of Salic...
As a natural plant ingredients, glasswort (Salicornia herbacea L.) contains various physiological activities, mainly anti-oxidative and anti-diabetic activities. However, only a few studies have been carried out on its anti-adipogenic effect. This study investigated the anti-obesity effects of Salicornia herbacea L. on 3T3-L1 adipocytes. As adipogenesis of preadipocytes to adipocytes involves proliferation and differentiation of cells, we treated three concentrations (125, 250, and $500{\mu}g/mL$) of Salicornia herbacea L. water extracts (SLW) in both pre-processing and post-processing stages. When 3T3-L1 adipocytes were differentiated and dyed with Oil Red O, adipocytes size and the value of relative Oil Red O staining were reduced by all concentrations of SLW in post-processing stage. Following adipogenic differentiation, the concentration of tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) in the cell supernatant significantly increased upon treatment with $125{\mu}g/mL$ of SLW and further rose at concentrations of 250 and $500{\mu}g/mL$ during post-processing stage. There was no significant difference in glycerol production upon SLW treatment. Leptin production significantly decreased at all SLW concentrations during post-processing stage, whereas peroxisome proliferator activated receptor-${\gamma}$ (PPAR-${\gamma}$) and adiponectin secretions were significantly enhanced. Overall results showed that SLW might have an anti-adipogenic effect via enhancement of TNF-${\alpha}$ production, which causes dedifferentiation and inhibits lipid accumulations in adipocyte. Furthermore, SLW might prevent diabetes and cardiovascular disease, as it reduces leptin secretion and enhances production of both PPAR-${\gamma}$ and adiponectin. However, further research is needed to elucidate the exact mechanism and bioactive compounds of glasswort.
As a natural plant ingredients, glasswort (Salicornia herbacea L.) contains various physiological activities, mainly anti-oxidative and anti-diabetic activities. However, only a few studies have been carried out on its anti-adipogenic effect. This study investigated the anti-obesity effects of Salicornia herbacea L. on 3T3-L1 adipocytes. As adipogenesis of preadipocytes to adipocytes involves proliferation and differentiation of cells, we treated three concentrations (125, 250, and $500{\mu}g/mL$) of Salicornia herbacea L. water extracts (SLW) in both pre-processing and post-processing stages. When 3T3-L1 adipocytes were differentiated and dyed with Oil Red O, adipocytes size and the value of relative Oil Red O staining were reduced by all concentrations of SLW in post-processing stage. Following adipogenic differentiation, the concentration of tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) in the cell supernatant significantly increased upon treatment with $125{\mu}g/mL$ of SLW and further rose at concentrations of 250 and $500{\mu}g/mL$ during post-processing stage. There was no significant difference in glycerol production upon SLW treatment. Leptin production significantly decreased at all SLW concentrations during post-processing stage, whereas peroxisome proliferator activated receptor-${\gamma}$ (PPAR-${\gamma}$) and adiponectin secretions were significantly enhanced. Overall results showed that SLW might have an anti-adipogenic effect via enhancement of TNF-${\alpha}$ production, which causes dedifferentiation and inhibits lipid accumulations in adipocyte. Furthermore, SLW might prevent diabetes and cardiovascular disease, as it reduces leptin secretion and enhances production of both PPAR-${\gamma}$ and adiponectin. However, further research is needed to elucidate the exact mechanism and bioactive compounds of glasswort.
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문제 정의
비만과 관련하여 가장 많이 이용되는 세포는 3T3-L1 adipocyte로 preadipocyte가 성숙되기 위해서는 지방세포 수의 증식과정과 지방축적과정으로 나눌 수 있다. 따라서 본 연구에서는 한국산 함초(Salicornia herbacea L.)의 항비만 효과를 알아보고자 3T3-L1 adipocytes를 이용하였으며, 지방세포 증식단계와 지방축적단계 중 어느 단계에서 항비만 효과를 나타내는지 알아보고자 한국산 함초 물 추출물의 처리시점을 지방분화 유도 처리 전과 후로 나누어 실험을 실시하였다. 또한 항비만 효과를 나타내는 함초 물 추출물 처리농도를 알아보고 지방세포 크기 및 지방축적 정도를 조사하였으며, 지방분화와 관련이 있는 다양한 adipokines의 생성량을 측정함으로써 함초의 항비만 효과 관련 기전을 알아보고자 하였다.
)의 항비만 효과를 알아보고자 3T3-L1 adipocytes를 이용하였으며, 지방세포 증식단계와 지방축적단계 중 어느 단계에서 항비만 효과를 나타내는지 알아보고자 한국산 함초 물 추출물의 처리시점을 지방분화 유도 처리 전과 후로 나누어 실험을 실시하였다. 또한 항비만 효과를 나타내는 함초 물 추출물 처리농도를 알아보고 지방세포 크기 및 지방축적 정도를 조사하였으며, 지방분화와 관련이 있는 다양한 adipokines의 생성량을 측정함으로써 함초의 항비만 효과 관련 기전을 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 염생식물의 하나인 한국산 함초(Salicornia herbacea L.) 물 추출물의 항비만 효과를 알아보고자 지방세포를 이용하여 실험을 실시하였다. 3T3-L1 adipocytes 세포의 지방분화 억제 효과를 살펴보기 위해 함초 물 추출물을 농도별(125, 250, 500 μg/mL), 처리시기별(전처리, 후처리)로 처리한 결과, 함초 물 추출물을 후처리 하였을 때 지방세포의 크기와 지방축적 정도가 감소하였다.
본 연구에서는 항비만 효능 연구에 많이 이용되는 3T3- L1 adipocytes 세포를 이용하여 함초 물 추출물의 지방분화 억제 정도를 살펴보고자 하였다. 이에 앞서 우선 함초 물 추출물의 처리농도를 결정하기 위해 MTT colorimetric assay 방법을 이용하여 지방세포의 사멸 정도를 살펴보았다(22).
25, 0 μg/mL 농도로 첨가하였으며, 총 물질 처리시간은 24시간, 48시간, 96시간으로 물질 처리시간별 세포독성을 알아보았다. 처리시간을 다르게 한 이유는 지방분화 유도과정 중 어느 단계에서 함초 물 추출물이 효과를 미치는지 알아보고자 물질을 지방분화 유도 처리 전과 후로 나누어 실험을 실시하였는데, 이때 세포가 물질에 노출되는 시간이 다르기 때문에 최대 노출시간인 96시간까지의 세포 독성을 알아보고자 하였다. 물질 처리 완료 후 MTT 용액(5 mg/mL in PBS)을 well당 20 μL씩 넣고, 37°C의 5% CO2 incubator(MODEL 5410, Napco Precision Scientific Inc.
제안 방법
우선 phosphate buffered saline(PBS)으로 세척한 후 10% formalin 용액을 5분간 처리하고 다시 formalin을 이용하여 1시간 정도 고정 처리하였다. 70% isopropanol로 세척하여 말린 후 Oil Red O working solution(1 mL/1 well)을 1시간 동안 염색 처리하고 3차 증류수로 4회 washing하여 광학현미경으로 염색된 지방세포를 관찰하였다.
96 well plate에 3T3-L1 adi-pocytes 세포를 1×104 cells, 200 μL/well로 넣고 24시간 배양한 후 배지액에 함초 물 추출물을 일반적 독성검사에서 최대허용량으로 사용하는 용량인 1,000 μg/mL를 기준으로 500, 250, 125, 62.5, 31.25, 0 μg/mL 농도로 첨가하였으며, 총 물질 처리시간은 24시간, 48시간, 96시간으로 물질 처리시간별 세포독성을 알아보았다.
)에서 5일간 배양하였다. DMEM에 10% fetal bovine serum(FBS), 1% penicilin을 첨가한 배지에 MDI(3-isobutyl-1-methylxanthine, dexamethasone 및 insulin)를 처리하여 2일간 배양하였다. 그 후 FBS 배지에 insulin을 한 번 더 처리하여 2일간 배양하였고, FBS 배지 교체 후 6일간 분화를 유도하였다.
그 후 FBS 배지에 insulin을 한 번 더 처리하여 2일간 배양하였고, FBS 배지 교체 후 6일간 분화를 유도하였다.
따라서 함초 물 추출물의 고농도는 48시간 처리 시 생존율이 크게 감소한 1,000 μg/mL 농도를 제외하고, 모든 처리시간에서 80% 이상 생존율을 보인 500 μg/mL를 고농도로, 중간농도는 250 μg/mL, 저농도는 125 μg/mL로 범위를 설정하였다.
이때 지방축적에 관련된 기전으로는 지방합성 및 지방분해가 관여할 수 있는데 중성지방이 분해되면 free fatty acid와 glycerol로 분해가 되며, 지방의 분해가 잘 일어날수록 지방세포에서 glycerol의 분비가 많아져 배지의 glycerol 농도가 높아진다(32). 따라서 함초 물 추출물의 지방축적 억제 효과가 지방분해와 관련이 있는지 알아보기 위해 지방세포로부터 분비된 glycerol 농도를 측정하였다(Table 3). 그 결과 함초 물 추출물 전, 후처리 모두 모든 농도에서 glycerol 분비량에 유의한 효과를 나타내지 못하였고, 이는 함초 물 추출물의 지방축적 억제 효과가 지방분해보다는 지방합성에 관련되어 있을 가능성을 시사한다.
지방분화 정도의 변화를 살펴보기 위해 배지액을 제거한 분화된 세포에 Oil Red O 염색을 실시하였다. 우선 phosphate buffered saline(PBS)으로 세척한 후 10% formalin 용액을 5분간 처리하고 다시 formalin을 이용하여 1시간 정도 고정 처리하였다.
지방의 분해 가수산물인 glycerol 농도는 지방분화 종료 후 수집한 3T3-L1 세포의 상등액(media)을 이용하여 분석하였으며, glycerol cell-based assay kit(Cayman Chemical Co., Ann Arbor, MI, USA)를 사용하여 plate reader(Spectra Max 250, Molecular Devices)로 측정하였다.
지방조직에서 발현되며, 지방세포 분화에 영향을 미치는 것으로 알려진 tumor necrosis factor(TNF)-α, resistin, peroxisome proliferator activated receptor-γ(PPAR-γ)와 인슐린 저항성 및 심혈관계 질환과 관련이 있는 것으로 알려진 leptin과 adiponectin 농도는 3T3-L1 세포 지방분화 종료 후 수집한 상등액을 이용하여 분석하였다.
함초 물 추출물 시료는 전처리와 후처리로 나누어 처리하였는데, 지방분화 유도를 위한 MDI 및 insulin 처리 전 세포증식과정 중 함초 물 추출의 효과를 알아보기 위해 MDI 처리 하루 전부터 지방분화 유도 과정마다 함초 물 추출물을 농도별로 각각의 FBS 배지에 섞어서 처리하였으며, 지방분화 유도 후 지방축적 과정 중 함초 물 추출물의 효과를 알아보기 위한 후처리는 insulin을 처리하여 2일간 배양한 후 새 배지로 교체할 때 물 추출물을 농도별로 FBS 배지에 섞어서 처리하였다. 3T3-L1 adipocytes의 세포분화 및 지방축적에 미치는 adipokine 분석을 위해 분화가 종료된 후 상등액을 e-tube에 잘 분주하여 -80°C deep freezer에서 보관하였다가 분석 시 꺼내어 사용하였다.
함초 물 추출물 처리시기(전처리, 후처리)에 따른 지방분화 억제 정도를 알아보기 위해 3T3-L1 adipocytes 세포를 MDI로 2일간, 그 후 insulin으로 한 번 더 2일간 처리한 뒤 6일간 분화를 유도한 후(23,24), Oil Red O 시약으로 염색하여 관찰한 결과를 Fig. 2에 나타냈다. Oil Red O 염색시약은 중성지방 및 cholesterol ester만을 염색하며 그 외 유리지방산과 인지질 등은 염색이 되지 않는데, 지방분화로 인해 축적된 대부분의 지질은 중성지방이므로 지방분화 정도를 살펴볼 수 있다(25).
함초 물 추출물의 처리농도 결정을 위해 세포독성효과가 나타나지 않는 최대허용량을 알아보고자 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetraazolium bromide(MTT, Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 이용하여 세포독성검사를 실시하였다. 96 well plate에 3T3-L1 adi-pocytes 세포를 1×104 cells, 200 μL/well로 넣고 24시간 배양한 후 배지액에 함초 물 추출물을 일반적 독성검사에서 최대허용량으로 사용하는 용량인 1,000 μg/mL를 기준으로 500, 250, 125, 62.
함초 물 추출물이 처리시기에 따라 지방세포의 지방축적에 미치는 효과를 알아보기 위해 염색한 Oil Red O 시약을 녹여 흡광도를 측정하고 그 농도를 비교해 보았다. 함초 물 추출물 전처리 시 3T3-L1 adipocytes의 지방축적 변화를 Fig.
대상 데이터
본 실험에 사용된 함초는 전라남도 신안군에서 채취한 함초를 대신함초(Shinan, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 함초는 깨끗하게 세척하여 이를 -80°C deep freezer에서 5일 정도 얼린 후 동결건조기로 일주일간 건조하여 분쇄한 후 사용하였다.
본 연구에 사용된 함초 물 추출물의 영양성분은 ‘한국식품연구원’에서 검사하여 Table 1에 제시하였다.
세포배양모델을 통한 함초의 항비만 효과 탐색을 위한 시료로 함초 물 추출물을 사용하였다. 동결건조 시킨 함초 분말 150 mg과 3차 증류수 20 mL를 알코올램프로 직접 가열 교반하여 1시간 반 정도 추출한 후 여과하였다.
함초는 깨끗하게 세척하여 이를 -80°C deep freezer에서 5일 정도 얼린 후 동결건조기로 일주일간 건조하여 분쇄한 후 사용하였다.
데이터처리
Values are mean±SD of four in-dependent experiments and bars with the different letters (a-c) are significantly different among groups at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
a,bMeans with the different superscripts are significantly different among groups within same column at P<0.05 by Duncan's multiple range test.
각 실험을 통해 얻어진 유효성 결과는 Statistical Analysis System(SAS, version 9.1, SAS Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 통계 처리하였다. 모든 측정치는 평균과 표준편차로 표시하였으며, 함초 물 추출물의 농도별 및 처리시기별 효과의 차이를 알아보기 위해 분산분석(ANOVA)과 Duncan's multiple range test를 실시하여 α=0.
모든 측정치는 평균과 표준편차로 표시하였으며, 함초 물 추출물의 농도별 및 처리시기별 효과의 차이를 알아보기 위해 분산분석(ANOVA)과 Duncan's multiple range test를 실시하여 α=0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.
이론/모형
water extract. The cell via-bility was determined by MTT assay. The values were calculated as a percentage of cell viability of the non-treated adipocyte cells.
본 연구에서는 항비만 효능 연구에 많이 이용되는 3T3- L1 adipocytes 세포를 이용하여 함초 물 추출물의 지방분화 억제 정도를 살펴보고자 하였다. 이에 앞서 우선 함초 물 추출물의 처리농도를 결정하기 위해 MTT colorimetric assay 방법을 이용하여 지방세포의 사멸 정도를 살펴보았다(22). 함초 물 추출물을 농도별(0, 31.
성능/효과
‘한국기초과학연구원’에서 함초 물 추출물의 미량성분 함량을 분석한 결과(Table 1)를 살펴보면, Na의 함량은 181.2 g/kg, K은 37.65 g/kg으로 그 함량이 매우 높은 것을 볼 수 있으며, 이외에도 Mg, P, Ca 등의 성분이 풍부하게 존재하는 것을 확인할 수 있었으며, Kim과 Song(10)의 함초 내 무기질 양보다 약 8~9배 높은 것으로 나타났다.
10×10배율 광학현미경으로 분화된 3T3-L1 지방세포를 관찰한 결과 함초 물 추출물을 후처리하였을 때 분화된 지방세포 크기가 감소하는 것을 형태학적으로 관찰할 수 있었으며 지방세포의 수에는 차이를 나타내지 않았다.
3T3-L1 adipocytes 세포의 지방분화 억제 효과를 살펴보기 위해 함초 물 추출물을 농도별(125, 250, 500 μg/mL), 처리시기별(전처리, 후처리)로 처리한 결과, 함초 물 추출물을 후처리 하였을 때 지방세포의 크기와 지방축적 정도가 감소하였다.
Adiponectin은 지방세포에서만 생성 및 분비되는 특이적인 호르몬으로, 비만한 사람에게서 발현양이 감소하며, adi-ponectin 농도 감소는 심혈관계 질환의 위험을 증가시키는 연관성이 보고되고 있다(30,31). 3T3-L1 세포를 지방분화 시킨 후 수집한 상등액 중 adiponectin 농도를 살펴본 결과, 함초 물 추출물 후처리 시 물질을 처리하지 않은 대조군에 비해 모든 농도에서 adiponectin의 양이 유의적으로 증가했으며, 특히 함초 물 추출물의 첨가 농도에 따라 adiponectin의 농도가 의존적으로 증가하는 것을 볼 수 있다. 이는 함초 물 추출물이 지방의 축적을 억제함으로써 adiponectin 분비 증가에 영향을 미친 것으로 사료되며, 나아가 심혈관 질환의 예방 효과도 기대된다.
따라서 함초 물 추출물의 지방축적 억제 효과가 지방분해와 관련이 있는지 알아보기 위해 지방세포로부터 분비된 glycerol 농도를 측정하였다(Table 3). 그 결과 함초 물 추출물 전, 후처리 모두 모든 농도에서 glycerol 분비량에 유의한 효과를 나타내지 못하였고, 이는 함초 물 추출물의 지방축적 억제 효과가 지방분해보다는 지방합성에 관련되어 있을 가능성을 시사한다.
또한 다른 농도에서도 유의하지는 않지만 TNF-α 수준이 증가하는 경향을 보여 세포분화 유도 후 함초 물 추출물 처리에 의해 지방세포의 탈분화를 유도하는 TNF-α의 생성이 증가됨을 관찰할 수 있었다.
본 실험결과 함초 물 추출물 후처리 시 시료를 처리하지 않은 대조군에 비해 모든 농도에서 glycerol 분비량에 유의한 차이를 보이지 않은 것 역시 함초 물 추출물이 지방분해보다는 지방합성에 관련하여 지방세포의 지방축적을 억제할 가능성이 있음을 뒷받침한다. 또한 이러한 지방축적 감소로 인해 지방세포에서 분비되는 인슐린 저항성과 관련된 leptin 및 resistin 생성은 감소하였으며, adiponectin 및 PPAR-#의 생성은 증가한 것으로 나타났다. Maeda 등(42)은 PPAR-# ligand가 지방세포에서 adiponectin의 발현을 증가시켜 체내 순환하는 혈중 adi-ponectin 농도를 증가시킨다고 보고하고 있으며, PPAR-# 유사물질이 동맥경화의 혈관손상을 억제시키는 것으로 알려져 있다.
또한 함초 물 추출물 후 처리 시 125 μg/mL 농도에서 세포로부터의 TNF-α의 생성이 유의하게 증가하였고, 세포로부터 분비된 glycerol 양에는 영향을 미치지 않았다.
는 지방세포 분화 및 지방 생합성을 촉진시키고 인슐린 민감성을 증가시키는 등 당대사에 관여한다(40). 본 실험결과 함초 물 추출물 후처리 시 모든 물질 처리농도에서 생성된 PPAR -#의 농도가 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. Sharma등(41)의 연구에서 감귤류의 flavonoids 중 하나인 naringin이 간과 신장의 PPAR-#의 발현을 증가시켰다고 보고하고 있어 본 실험에 사용한 함초의 항산화 성분이 영향을 미쳤을 것으로 추정된다.
이는 함초 물 추출물이 지방세포 분화 단계보다는 지방분화 후 더 효과적으로 작용하며, 또한 지방분해보다는 지방생합성 단계를 조절함으로써 지방축적을 억제한 것으로 여겨진다. 본 실험결과 함초 물 추출물 후처리 시 시료를 처리하지 않은 대조군에 비해 모든 농도에서 glycerol 분비량에 유의한 차이를 보이지 않은 것 역시 함초 물 추출물이 지방분해보다는 지방합성에 관련하여 지방세포의 지방축적을 억제할 가능성이 있음을 뒷받침한다. 또한 이러한 지방축적 감소로 인해 지방세포에서 분비되는 인슐린 저항성과 관련된 leptin 및 resistin 생성은 감소하였으며, adiponectin 및 PPAR-#의 생성은 증가한 것으로 나타났다.
본 실험결과, 함초 물 추출물 전처리 시 지방세포에서 분비된 resistin의 농도가 함초 물 추출물 500 μg/mL 고농도 처리 시 물질을 처리하지 않은 대조군에 비해 유의하게 증가하였으며, 함초 물 추출물 처리 농도에 따라 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였다.
본 실험결과에서 함초 물 추출물을 세포분화 전에 전처리하였을 때에는 모든 농도에서 TNF-α 농도에 영향을 미치지 않았으나 세포분화 유도 후 후처리 시에는 125 μg/ mL 농도에서 대조군에 비해 TNF-α 농도가 유의하게 증가하였다.
본 연구에 사용된 함초 물 추출물의 영양성분은 ‘한국식품연구원’에서 검사하여 Table 1에 제시하였다. 분석 결과 다른 영양성분에 비해 탄수화물(36.8 g/100 g)의 함량과 회분(52.2 g/100 g)의 함량이 매우 높았다. 반면 열량은 182 kcal/100 g으로 낮은 수치를 나타났는데, 이는 함초 내 많이 함유되어 있는 식이섬유소에 의한 영향으로 사료된다.
7%로 지방축적 정도가 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 위의 결과를 토대로 함초 물 추출물은 지방세포 분화 유도 전보다는 분화 유도 후의 지방축적 과정에 영향을 미치는 것으로 사료된다.
이러한 결과는 함초 물 추출물이 지방분화 유도 후 지방이 축적되는 과정에서 지방분해보다는 지방합성 과정에 관련하여 지방세포 분화를 억제하는 효과가 있는 것으로 여겨진다. 함초 물 추출물 후처리 시 지방축적 감소로 인해 지방세포에서 분비되는 인슐린 저항성과 관련된 leptin 및 resistin 생성은 감소하였고, 인슐린 민감성을 증가시키고 지방세포로의 에너지원 유입을 증가시키는 PPAR-# 및 이로부터 발현이 유도되어 심혈관계 질환 예방에 관련된 adiponectin 생성을 증가시켜 인슐린 민감성과 관련된 당뇨병 및 심혈관계 질환 예방 효과를 가질 가능성이 있을 것으로 나타났다. 그러나 정확한 관련 기전에 대한 더 많은 연구와 함초 물 추출물의 기능성 성분을 밝히는 추후 연구가 필요하다.
함초 물 추출물을 처리하지 않은 대조군의 생존율을 100%로 보았을 때, 추출물 농도 1,000 μg/mL로 24시간 처리 시 95.4%, 48시간 처리 시 69.8%, 96시간 처리 시에는 80.7%로 세포 생존율이 크게 감소하여 일부 세포독성이 있는 것으로 나타났다.
함초 물 추출물을 처리하지 않은 전처리 대조군의 지방축적도를 100%로 보았을 때, 물 추출물 저농도인 125 μg/mL와 중간농도인 250 μg/mL에서는 지방축적에 차이가 없었으나 고농도인 500 μg/mL 농도에서는 80.5%로 지방축적이 억제되었다.
2(B)에 제시하였다. 함초 물 추출물을 처리하지 않은 후처리 대조군의 지방축적도를 100%로 보았을 때 함초 물 추출물 후처리 시에는 처리시간에 따른 세포독성의 영향이 거의 없는 저농도와 중간농도에서 81.7%와 84.7%로 지방축적 정도가 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 위의 결과를 토대로 함초 물 추출물은 지방세포 분화 유도 전보다는 분화 유도 후의 지방축적 과정에 영향을 미치는 것으로 사료된다.
후속연구
따라서 함초의 fla-vonoids 성분이 지방합성을 억제하고, 심혈관계 질환 발생 및 인슐린 저항성 기전에 관여하는 여러 adipokine 생성에 영향을 미침으로 인슐린 저항성과 심혈관계 질환 예방 효과를 나타내고 있을 가능성이 있는 것으로 추측된다. 그러나 이를 명확하게 하기 위해서는 기능성 성분이 무엇인지 밝히고, 정확한 관련 기전에 대한 더 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
함초 물 추출물 후처리 시 지방축적 감소로 인해 지방세포에서 분비되는 인슐린 저항성과 관련된 leptin 및 resistin 생성은 감소하였고, 인슐린 민감성을 증가시키고 지방세포로의 에너지원 유입을 증가시키는 PPAR-# 및 이로부터 발현이 유도되어 심혈관계 질환 예방에 관련된 adiponectin 생성을 증가시켜 인슐린 민감성과 관련된 당뇨병 및 심혈관계 질환 예방 효과를 가질 가능성이 있을 것으로 나타났다. 그러나 정확한 관련 기전에 대한 더 많은 연구와 함초 물 추출물의 기능성 성분을 밝히는 추후 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
함초가 주로 서식하는 곳은?
함초(Salicornia herbacea L.)는 우리나라 서해안이나 남해안, 제주도, 울릉도, 백령도 같은 섬지방의 바닷물이 닿는 해안이나 갯벌, 염전 주위에 무리지어 자란다. 우리말로는 퉁퉁하고 마디마다 튀어나온 풀이라고 하여 ‘퉁퉁마디’라고 부르고 있으며, 맛이 몹시 짜다고 하여 함초 또는 염초라고도 불린다.
천연물을 이용한 항비만 기능성 소재로 밝혀진 것은?
천연물을 이용한 항비만 기능성 소재들로는 키토산, 이눌린, hydroxycitric acid(HCA), 식이섬유, catechin, cap-saicin 등이 있으며(5-8), 대부분 지방의 소화흡수를 억제하거나 식욕을 억제하여 섭취되는 열량을 감소시키는 것에 기인하고 있다. 이 밖에도 소화효소의 활성을 억제함으로써 탄수화물과 지방의 소화 및 흡수를 감소시키는 물질들도 항비만 소재로 이용되고 있다(9).
함초의 풍부한 식이섬유소로 인한 효과는 무엇인가?
함초는 내염성이 강하여 NaCl을 다량 함유하고 있으나 함초 100 g당 칼륨 2,083 mg, 마그네슘 110 mg, 칼슘 20 mg 등 다른 식품에 비해 천연 미네랄도 다량 함유하고 있다(10). 또한 식이섬유소 함량이 높아 콜레스테롤 및 당의 흡수를 억제시키고, 장내에서 식염과 결합하여 불필요한 장내 세균 및 발암물질을 신속하게 배설시키며 숙변을 제거해 주는 것으로 보고되고 있다(11). 그 밖에 필수아미노산과 불포화지방산이 풍부하며 예로부터 숙변을 없애고 변비, 소화불량, 위장병, 간염 및 신장병의 약재로도 이용되고 있다는 보고가 있다(12,13).
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