[논문]대황(大黃)이 고지방식이로 비만이 유발된 C57BL/6 mouse의 지방조직 염증 및 인슐린 저항성에 미치는 영향

최승범; 마영훈; 한양희; 정수정; 조홍석

대황(大黃)이 고지방식이로 비만이 유발된 C57BL/6 mouse의 지방조직 염증 및 인슐린 저항성에 미치는 영향
Effects of Rhei Radix et Rhizoma on Insulin Resistance and Adipose Tissue Inflammatory Response in High Fat Diet Induced Obese C57BL/6 Mice 원문보기

대한한방내과학회지 = The journal of internal Korean medicine, v.35 no.2, 2014년, pp.195 - 207

최승범 (동신한방병원 한방내과) , 마영훈 (동신한방병원 한방내과) , 한양희 (동신한방병원 한방내과) , 정수정 (동신한방병원 한방부인과) , 조홍석 (동수원한방병원 침구과)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives : The purpose of this study was to investigate how Rhei Radix et Rhizoma affects on insulin resistance and adipose tissue inflammatory response in high fat diet induced obese C57BL/6 mice. Methods : Obesity was induced in C57BL/6 mice by high fat diet for 12 weeks. Models were divided into 3 groups (n=6) of normal diet, high fat diet (HFD), and high fat diet with Rhei Radix et Rhizoma and investigated for 12 weeks. We measured body weight, FBS and oral glucose tolerance test (OGTT), serum insulin, homeostatic model assessment-insulin resistance (HOMA-IR), weight of liver and epididymal fat pad. Inflammatory markers such as adipose tissue macrophage (ATM), tumor necrosis factor-${\alpha}$ and interlukin-10 and CD68 of epididymal adipocyte were determined to evaluate the effect of Rhei Radix et Rhizoma on adipose tissue inflammation. Results : Compared with the HFD group, we observed loss of body weight and epididymal fat pad weight, improvement of glucose level and HOMA-IR, reduction of ATM and gene expression of TNF-${\alpha}$, CD68 in the high fat diet with Rhei Radix et Rhizoma group. Conclusions : This study suggests that Rhei Radix et Rhizoma has effects on insulin resistance and adipose tissue inflammatory response in high fat diet induced obese mice.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이러한 cytokine들은 비만에서도 염증반응과 인슐린 저항성에 중요한 역할을 하는 인자들로 이 연구는 대황이 비만환자의 지방조직 염증 및 인슐린 저항성을 제어하는데 활용될 수 있는 가능성을 보여준다. 이를 토대로 이번 연구에서는 대황을 실제 비만이 유발된 동물 모델에 투여하여 체중, 인슐린 저항성, 지방조직 및 간의 무게, cytokine, macropahge 등의 수치를 측정하여 지방조직의 염증 및 인슐린 저항성에 미치는 영향을 관찰하여 다음과 같은 유의한 결과를 얻었기에 이를 보고하는 바이다.
이에 저자는 대황 추출물의 투여가 고지방식이로 비만이 유발된 동물모델의 지방조직의 염증 및 인슐린 저항성에 어떠한 영향을 끼치는지 알아보고자 하였다.

제안 방법

Male C57BL/6 mouse 6마리씩을 정상군(normal), 대조군(control), 대황 투여군(Rheum)으로 나누었다. 정상군을 제외한 나머지 2개 군들은 60% fat diet를 12주간 섭취시켜 비만형 제2형 당뇨병을 유발했다.

대상 데이터

19~21 g의 6주령 male C57BL/6(중앙실험동물, Korea)를 구매하여, 12시간씩 낮과 밤이 교대되며 40~70%의 습도가 유지되는 stainless-steel cage에서 1주일간 사육하며 적응기를 거쳤다. 먹이와 물은 자유롭게 먹도록 하였다.
본 실험에 사용된 약재인 大黃(Rhei Radix et Rhizoma)은 마디풀과에 속한 다년생 본초인 Rheum palmatum L. 의 뿌리줄기로 경희한약에서 구입하여 사용하였다.
총량 1000 g의 대황(Rhei Radix et Rhizoma)을 1,500 ml의 증류수에 넣어 4시간 동안 가열추출하고, 여과한 여액을 rotary evaporator로 감압 농축한 후 동결건조기로 건조시켰다. 동결 건조된 각 약제 1차 추출물 1 g씩을 10 ml의 증류수로 용해시킨 후 95 ℃ 수조에서 2시간 동안 재차 가열 추출하였고, 이들 추출물을 원심분리용 시험관에 담아 14,000 rpm에서 20분간 원심 분리하여 상청액을 수거하였다.

데이터처리

이러한 인슐린 저항성은 분비된 TNF-α, IL-1, IL-6, MCP-1 등의 수많은 cytokine 및 chemokine으로 인해 발생한다². 인슐린 저항성을 평가하기 위한 방법으로 ATM 중 CD45, CD11b, F4/80과 반응한 macrophage를 측정하여 그 percentage를 분석하였다. Weisberg 등⁵은 연구에서 F4/80(+)인 대식세포가 체질량지수 및 지방세포의 크기와 강한 상관관계가 있음을 밝혔다.
통계학적 비교분석은 GraphPad PRISM statistical package를 이용하였고, 각 군 간의 비교는 one-way analysis of variance(ANOVA)에 이어 Tuckey's post-hoc test로 검증하였다. 표(Table)와 그림(Figure)에서 각각의 수치는 평균±표준오차(mean±S.

이론/모형

인슐린 저항성은 HOMA-IR을 이용하여 측정하였다. 실험 시작 12주째에 12시간 이상 금식시킨 후 공복 시 혈당 및 insulin을 측정하였고, HOMA-IR은 다음의 공식을 이용하여 계산하였다.
지방 세포의 TNF-α, IL-10 및 CD68 유전자의 발현 측정은 실시간 정량 역전사 연쇄중합반응(quantitative real time-polymerase chain reaction :qRT-PCR)을 이용하여 측정하였다. qRT-PCR에 앞서 cDNA의 제작은 Advantage RT for PCR Kit을 이용하였다.

성능/효과

1. 大黃은 대조군에 비하여 체중 증가를 유의하게 억제하였다.
2. 大黃은 대조군에 비하여 공복시 혈당 및 경구 당부하 혈당을 유의하게 감소시켰다.
3. 大黃은 대조군에 비하여 HOMA-IR을 감소시켜 인슐린 저항성을 유의하게 개선하였다.
4. 大黃은 대조군에 비하여 부고환 지방조직의 무게 증가를 유의하게 억제하였다.
5. 大黃은 대조군에 비하여 ATM 비율을 유의하게 감소시켰다.
6. 大黃은 대조군에 비하여 지방세포의 TNF-α, CD68 유전자 발현을 유의하게 감소시켰다.
이상의 실험결과를 종합해 볼 때 대황은 체중 및 혈당 조절에 효과적이고, 인슐린 저항성을 억제 시키며, 지방조직의 염증반응을 억제하는데 유효하였다. 이는 추후 대황이 비만의 효과적인 치료제로 활용될 수 있는 가능성을 보여준다.

후속연구

이는 추후 대황이 비만의 효과적인 치료제로 활용될 수 있는 가능성을 보여준다. 다만 본 연구에서 기존의 인슐린 저항성 개선제제를 양성대조군으로 설정하여 그 효과를 비교하지 못한 것은 추후 연구를 통해 보완해야할 점이다.
이상의 실험결과를 종합해 볼 때 대황은 체중 및 혈당 조절에 효과적이고, 인슐린 저항성을 억제 시키며, 지방조직의 염증반응을 억제하는데 유효하였다. 이는 추후 대황이 비만의 효과적인 치료제로 활용될 수 있는 가능성을 보여준다. 다만 본 연구에서 기존의 인슐린 저항성 개선제제를 양성대조군으로 설정하여 그 효과를 비교하지 못한 것은 추후 연구를 통해 보완해야할 점이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	최근 지방세포의 역할에 대해 무엇이 밝혀졌는가?	최근의 연구들을 통하여 비만이 인슐린 저항성과 만성 염증상태와 밀접한 관련이 있으며2 지방세포를 단순히 에너지를 저장하는 수동적인 조직이 아닌 내분비기관으로 인식하게 되면서 지방세포에서 분비하는 cytokine(adipokine)들이 그 신호전달에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다3,4. 비만한 상태에서는 지방조직에서 tumor necrosis factor(TNF)-α, interleukin(IL)-6와 같은 inflammatory cytokine이 증가하는데, 이는 지방조직의 대식세포 증가와 동반되어 나타난다5. 이러한 cytokine들은 대식세포와 상호작용을 하면서 지방조직에서의 염증반응과 인슐린 저항성에 중요한 역할을 한다6. 지방세포에서 시작된 염증반응이 어떻게 전신적인 인슐린 저항성을 일으키는지는 알려져 있지 않다.
	비만은 무엇인가?	비만은 당뇨병, 동맥경화의 주요 위험인자이며 인슐린 저항성, 고혈압, 지질대사 이상의 집합체로 최근에는 대사증후군의 일종으로 정의하고 있다. 또한 비만 환자에서는 여러 가지 암 발생률이 증가하고, 비만에 의한 여러 질환은 동맥경화에 의한 심혈관계 질환의 발생으로 사망률을 높이는 공통적인 결과를 가지고 있다11.
	비만의 유발 원인은 무엇인가?	비만은 만성적으로 에너지 공급이 에너지 소비를 초과 했을 때 일어나는 에너지의 불균형에 의해 지방세포의 증가 및 분화 이상으로 유발 된다1. 최근의 연구들을 통하여 비만이 인슐린 저항성과 만성 염증상태와 밀접한 관련이 있으며2 지방세포를 단순히 에너지를 저장하는 수동적인 조직이 아닌 내분비기관으로 인식하게 되면서 지방세포에서 분비하는 cytokine(adipokine)들이 그 신호전달에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다3,4.

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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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