[논문]모시풀 추출물이 지방세포분화와 혈관신생에 미치는 영향

정민유; 김성희; 최효경; 박재호; 황진택

doi:10.7841/ksbbj.2016.31.3.145

모시풀 추출물이 지방세포분화와 혈관신생에 미치는 영향
Effect of Boehmeria nivea on Adipocyte Differentiation and Angiogenesis 원문보기

KSBB Journal, v.31 no.3, 2016년, pp.145 - 150

정민유 (한국식품연구원) , 김성희 (한국식품연구원) , 최효경 (한국식품연구원) , 박재호 (한국식품연구원) , 황진택 (한국식품연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

Boehmeria nivea (L.) Gaud., a flowering plant, has been widely cultivated in Asian countries including Korea. It has been reported that B. nivea exhibits health beneficial effects for the prevention of inflammation, oxidative stress, and virus-related diseases. In this study, we evaluated the inhibitory effect of B. nivea on adipocyte differentiation and angiogenesis. DPPH radical scavenging activities of 70% ethanol extract of B. nivea (EBN) and water extract of B. nivea (WBN) were $90.8{\pm}1.1%$ and $20{\pm}6.9%$, respectively. EBN was also effective in the reduction of adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells. We next examined the transcriptional activity of peroxisome proliferator-activated receptor gamma ($PPAR-{\gamma}$), a pivotal target for anti-obesity. We found that treatment with rosiglitazone induced the transactivation of $PPAR-{\gamma}$. Under the same condition, $800{\mu}g/mL$ EBN reduced the transactivation of $PPAR-{\gamma}$ in rosiglitazone-induced cells. These results demonstrate that EBN-inhibited adipocyte differentiation was accompanied by $PPAR-{\gamma}$ inhibition. The study also tested whether EBN exhibits an anti-angiogenic effect by inhibiting tube formation in HUVECs. We found that EBN effectively inhibits tube formation, suggesting that EBN exhibited an anti-angiogenic effect. Taken together, B. nivea can be used as a functional food for the prevention of obesity and angiogenesis-related diseases including cancer.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

또한 급성 대장염 동물모델에서 염증을 억제하는 효능도 발견하였다 [12]. 그러나 모시풀의 지방세포분화 억제 효능 및 혈관신생억제 효능에 대한 연구는 아직 없어, 본 연구를 통하여 이들 효능을 증명하고자 하였고, 이를 위하여 3T3-L1 지방세포 분화모델과 human umbilical vein endothelial cells (HUVECs)을 사용하였다.

제안 방법

마지막으로 모시풀 추출물 (EBN)이 HUVECs에서 혈관형성의 지표인 tube formation의 형성을 억제할 수 있는지를 평가하였다. HUVECs을 이용한 tube formation assay는 in vitro에서 혈관형성억제 효능 천연물 또는 성분을 발굴 하는데 있어 유용하게 사용되어지고 있다.
본 연구에서는 한국을 포함하는 아시아 지역에서 주로 섭취해 온 모시풀을 주정 (EBN) 또는 물 (WBN)로 추출하고, 우선 이들 추출물의 항산화 활성을 측정하여 EBN의 항산화 활성이 우수한 것을 찾아내었다. 이후 EBN을 사용하여 항비만 효능 및 혈관신생억제 효능을 알아본 결과 EBN은 지방세포분화 모델에서 호르몬칵테일에 의해 유도된 지방세포의 분화를 효과적으로 억제하는 것을 관찰하였고, 이러한 효과는 지방세포분화 시 활성과 발현이 증가하는 피파감마의 활성억제를 통해 이루어짐을 알 수 있었다.
따라서 본 연구에서는 다음으로 EBN의 지방세포 분화능이 피파감마 전사활성의 억제를 수반하는 지 관찰하였다. 이를 위하여 HEK293세포에 루시페라제 표지된 피파감마 관련 DNA 플라스미드 (plasmid)를 형질주입 (transfection)하였고, 피파감마 전사활성을 luciferase activity로 측정하였다. Fig.

대상 데이터

3T3-L1세포, HEK293세포 및 HUVECs는 American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA)에서 구입하였다. Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)과 fetal bovine serum은 WelGene (Daegu, South Korea)으로부터 구입하였고, insulin, 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), 그리고 dexamethasone은 Sigma (St.
3T3-L1세포, HEK293세포 및 HUVECs는 American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA)에서 구입하였다. Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)과 fetal bovine serum은 WelGene (Daegu, South Korea)으로부터 구입하였고, insulin, 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), 그리고 dexamethasone은 Sigma (St. Louis, MO, USA)로부터 구입하였다. Angiogenesis assay kit는 Millipore (Darmstadt, Germany)로부터 구입하였다.
본 연구에 사용된 모시풀은 서천군청에서 공급받았고, 다음과 같이 추출하였다. 모시잎을 분쇄하여 분말 화하고 이에 물 또는 70% ethanol을 첨가하여 24시간 동안 25°C에서 shaking 하였고 원심분리기를 이용하여 8,000×g에서 30분간 침전물을 분리하였고, 상등액은 동결 건조하였다.

데이터처리

모든 값은 적어도 세 차례의 독립적인 실험으로 진행하였고, 평균±표준편차로 나타내었다. 통계처리는 SPSS program (Ver. 20)을 이용하고, non-paired t-test를 시행하였다. 확률적 유의성은 0.

이론/모형

모시풀 주정추출물의 지방억제 효능을 평가하기 위하여 3T3-L1지방세포 분화모델을 사용하였고, EBN을 6일 처리 후에 지질축적정도를 Oil-red O 염색법을 통해 평가하였다. Fig.
모시풀의 추출조건에 따른 라디칼 소거능을 평가하기 위하여 DPPH법을 사용하였고, 그 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 소거능 측정결과 표준품으로 사용한 ascorbic acid는 90.

성능/효과

이후 EBN을 사용하여 항비만 효능 및 혈관신생억제 효능을 알아본 결과 EBN은 지방세포분화 모델에서 호르몬칵테일에 의해 유도된 지방세포의 분화를 효과적으로 억제하는 것을 관찰하였고, 이러한 효과는 지방세포분화 시 활성과 발현이 증가하는 피파감마의 활성억제를 통해 이루어짐을 알 수 있었다. 더하여, EBN은 혈관신생에 있어 필수적인 HUVECs의 tube형성을 효과적으로 억제할 수 있음도 알아내었다. 이러한 결과로 모시풀 추출물은 비만을 억제할 수 있고, 혈관의 신생을 억제하고, 혈관신생이 필수적인 악성종양 같은 질환을 예방할 수 있을 것으로 판단된다.
더하여, EBN은 혈관신생에 있어 필수적인 HUVECs의 tube형성을 효과적으로 억제할 수 있음도 알아내었다. 이러한 결과로 모시풀 추출물은 비만을 억제할 수 있고, 혈관의 신생을 억제하고, 혈관신생이 필수적인 악성종양 같은 질환을 예방할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 한국을 포함하는 아시아 지역에서 주로 섭취해 온 모시풀을 주정 (EBN) 또는 물 (WBN)로 추출하고, 우선 이들 추출물의 항산화 활성을 측정하여 EBN의 항산화 활성이 우수한 것을 찾아내었다. 이후 EBN을 사용하여 항비만 효능 및 혈관신생억제 효능을 알아본 결과 EBN은 지방세포분화 모델에서 호르몬칵테일에 의해 유도된 지방세포의 분화를 효과적으로 억제하는 것을 관찰하였고, 이러한 효과는 지방세포분화 시 활성과 발현이 증가하는 피파감마의 활성억제를 통해 이루어짐을 알 수 있었다. 더하여, EBN은 혈관신생에 있어 필수적인 HUVECs의 tube형성을 효과적으로 억제할 수 있음도 알아내었다.

후속연구

그러므로 모시풀의 항비만 효능은 이러한 성분들의 작용이 중요할 것으로 사료된다. 추후 연구에서 이러한 성분들이 세포 내 비만 관련 유전자와 어떻게 결합하거나, 영향을 주는지, 그리고 중요한 관련 바이오마커는 어떤 것이 있는지에 대한 연구가 뒤따라야 할 것이다. 다만 본 연구는 모시풀 추출물이 3T3-L1세포 배양 계에서 항비만 효능이 있음을 처음으로 밝힌 점이 중요한 시사점이 된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	신생혈관생성조절인자단백질에 의해 조절되는 신생혈관생성의 균형이 깨졌을 때 어떤 문제가 생기는가?	신규 혈관생성은 보통 상처 치료 등을 제외하면 억제되어 있고, 이는 신생혈관생성조절인자단백질에 의해 조절된다 [7]. 그러나 이러한 균형이 깨지면 당뇨성 망막병증, 류마티스성 관절염, 염증, 종양의 발생을 유도하게 된다 [8]. 이에 신생혈관 형성을 예방할 수 있는 천연물 소재는 암 예방, 당뇨성 망막병증, 류마티스성 관절염, 염증 등의 다양한 질병 치료에 광범위하게 활용될 수 있다.
	세포 측면에서 비만의 발병 원인은 무엇인가?	비만 (obesity)은 전 세계적으로 발병률이 급속히 증가하고 있으며 다양한 질병을 유발하기 때문에 이를 치료하기 위한 비용 증가는 국가 의료비 재정의 부담으로 작용하고 있다. 세포 측면에서 비만의 발병은 불규칙한 식습관과 과다한 영양소 섭취에 비해 현저히 낮은 에너지 소비량으로 인해 지방조직의 과도한 축적으로 야기된다. 지방세포는 인체 내에서 에너지 공급이 많을 경우 중성지방으로 저장하고, 운동 등의 에너지가 필요할 경우에 유리 지방산과 포도당으로 분해하여 이용한다 [1].
	피파감마는 무엇인가?	다양한 연구자들에 의해 비만을 예방할 수 있는 소재개발 연구가 활발히 진행되고 있는데 식욕억제 물질인 렙틴 (leptin), 식욕 촉진물질인 뉴로펩타이드 Y (neuropeptide Y) 길항제, 베타3 아드레날린 수용체 작용제 (β3-adrenergic receptor agonist), 에너지 소비 촉진마커인 비커플링 단백질 (uncoupling protein, UCP), 지방세포 분화억제 마커인 피파감마 (peroxisome proliferator-activated receptor γ) 등을 타겟으로 많은 연구가 이뤄지고 있다 [3-5]. 이중 피파감마는 피파의 한 타입이며, 지방산 분화 시 발현이 증가하는 전사인자로 잘 알려져 있으며 다양한 지방산 분화에 관계되는 유전자의 발현을 증가시킨다 [5]. 따라서 오랜 기간 동안 피파감마를 억제하기 위한 항비만 약물들이 보고되어지고 있다.

참고문헌 (18)

Fruhbeck, G., L. Mendez-Gimenez, J. A. Fernandez-Formoso, S. Fernandez, and A. Rodriguez (2014) Regulation of adipocyte lipolysis. Nutr. Res. Rev. 27: 63-93.

상세보기
Lucke-Wold, B. P., A. F. Logsdon, R. C. Turner, C. L. Rosen, and J. D. Huber (2014) Aging, the metabolic syndrome, and ischemic stroke: redefining the approach for studying the blood-brain barrier in a complex neurological disease. Adv. Pharmacol. 71: 411-449.

상세보기
Mancini, M. C. and A. Halpern (2006) Investigational therapies in the treatment of obesity. Expert Opin. Investig. Drugs 15: 897-915.

상세보기
Mantzoros, C. S., D. Qu, R. C. Frederich, V. S. Susulic, B. B. Lowell, E. Maratos-Flier, and J. S. Flier (1996) Activation of beta(3) adrenergic receptors suppresses leptin expression and mediates a leptin-independent inhibition of food intake in mice. Diabetes 45: 909-914.

상세보기
Wang, S., N. Moustaid-Moussa, L. Chen, H. Mo, A. Shastri, R. Su, P. Bapat, I. Kwun, and C. L. Shen (2014) Novel insights of dietary polyphenols and obesity. J. Nutr. Biochem. 25: 1-18.

상세보기
Krentz, A. J., K. Fujioka, and M. Hompesch (2016) Evolution of pharmacological obesity treatments: Focus on adverse side-effect profiles. Diabetes Obes. Metab. 18: 558-570.

상세보기
Li, B. and R. Xiu (2013) Angiogenesis: from molecular mechanisms to translational implications. Clin. Hemorheol. Microcirc. 54: 345-355.

상세보기
Albini, A., S. Indraccolo, D. M. Noonan, and U. Pfeffer (2010) Functional genomics of endothelial cells treated with anti-angiogenic or angiopreventive drugs. Clin. Exp. Metastasis 27: 419-439.

상세보기
Wei, J., L. Lin, X. Su, S. Qin, Q. Xu, Z. Tang, Y. Deng, Y. Zhou, and S. He (2014) Anti-hepatitis B virus activity of Boehmeria nivea leaf extracts in human HepG2.2.15 cells. Biomed. Rep. 2:147-151.

상세보기
Kandimalla, R., S. Kalita, B. Choudhury, D. Devi, D. Kalita, K. Kalita, S. Dash, and J. Kotoky (2016) Fiber from ramie plant (Boehmeria nivea): A novel suture biomaterial. Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 62: 816-822.

상세보기
Sung, M. J., M. Davaatseren, S. H. Kim, M. J. Kim, and J. T. Hwang (2013) Boehmeria nivea attenuates LPS-induced inflammatory markers by inhibiting p38 and JNK phosphorylations in RAW264.7 macrophages. Pharm. Biol. 51: 1131-1136.

상세보기
Shin, E. J., M. J. Sung, H. J. Yang, M. S. Kim, and J. T. Hwang (2014) Boehmeria nivea attenuates the development of dextran sulfate sodium-induced experimental colitis. Mediators Inflamm. 2014: 231942.
Sancheti, S., S. Sancheti, and S. Y. Seo (2010) Evaluation of antiglycosidase and anticholinesterase activities of Boehmeria nivea. Pak. J. Pharm. Sci. 23: 236-240.
Ghadieh, H. E., Z. N. Smiley, M. W. Kopfman, M. G. Najjar, M. J. Hake, and S. M. Najjar (2015) Chlorogenic acid/chromium supplement rescues diet-induced insulin resistance and obesity in mice. Nutr. Metab. 12: 19.

상세보기
Choi, I., Y. Park, H. Choi, E. H. Lee (2006) Anti-adipogenic activity of rutin in 3T3-L1 cells and mice fed with high-fat diet. Biofactors 26: 273-281.

상세보기
Alam, M. A., K. Kauter, and L. Brown (2013) Naringin improves diet-induced cardiovascular dysfunction and obesity in high carbohydrate, high fat diet-fed rats. Nutrients 5: 637-650.

상세보기
Gosmann, G., A. G. Barlette, T. Dhamer, D. P. Arcari, J. C. Santos, E. R. de Camargo, S. Acedo, A. Gambero, S. C. Gnoatto, and M. L. Ribeiro (2012) Phenolic compounds from mate (Ilex paraguariensis) inhibit adipogenesis in 3T3-L1 preadipocytes. Plant Foods Hum. Nutr. 67: 156-161.

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Min, S. Y., H. Yang, S. G. Seo, S. H. Shin, M. Y. Chung, J. Kim, S. J. Lee, H. J. Lee, and K. W. Lee (2013) Cocoa polyphenols suppress adipogenesis in vitro and obesity in vivo by targeting insulin receptor. Int. J. Obes. 37: 584-592.

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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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