[논문]효소 처리된 Isoquercitrin이 고지방식이에 의해 비만이 유도된 마우스의 체중감소에 미치는 영향

민여진; 박태선

doi:10.3746/jkfn.2016.45.4.474

효소 처리된 Isoquercitrin이 고지방식이에 의해 비만이 유도된 마우스의 체중감소에 미치는 영향
Enzymatically Modified Isoquercitrin Attenuates High-Fat Diet-Induced Obesity 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.45 no.4, 2016년, pp.474 - 483

민여진 (연세대학교 생활과학대학 식품영양학과) , 박태선 (연세대학교 생활과학대학 식품영양학과)

초록
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본 연구에서는 마우스를 대상으로 enzymatically modified isoquercitrin(EMIQ)이 고지방식이에 의한 체중증가와 이와 관련된 혈중지표들의 변화에 미치는 영향을 알아보고, 지방조직을 중심으로 그 작용기작을 규명하고자 하였다. 10주간 고지방식이와 함께 섭취시킨 1.2% EMIQ는 마우스의 체중(-21%), 내장지방량(-31%) 그리고 혈중지표인 중성지방(-17%), 총콜레스테롤(-19%) 및 유리지방산(-26%)의 농도를 유의적으로 감소시켰다. 내장지방조직과 피하지방조직 모두에서 EMIQ는 PKA의 단백질량을 유의하게 증가시켰다. EMIQ는 또한 내장지방조직에서 지방생성 관련 유전자들의 발현($PPAR{\gamma}2$, $C/EBP{\alpha}$, FAS, aP2)을 유의하게 감소시킨 반면, 지방산 산화 관련 분자(p-HSL)를 유의하게 증가시켰고, 내장지방조직과 피하지방조직 모두에서 열발생 관련 유전자($PGC1-{\alpha}$, PRDM16, Cidea, UCP1)의 발현을 유의하게 증가시켰다. 따라서 EMIQ의 체중감소효능은 지방조직에서 PKA가 매개하는 지방생성, 지방산 산화 및 열 발생 관련 신호전달체계 유전자들의 발현변화와 관련이 있을 것으로 생각한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Enzymatically modified isoquercitrin (EMIQ) is a mixture of quercetin glycodsides consisting of isoquercitrin and its ${\alpha}-glucosylated$ derivatives containing one to seven additional linear glucose moieties. The aim of this study was to assess whether or not EMIQ attenuates high-fat diet (HFD)-induced body weight gain and changes in plasma indices of obesity in mice. Male C57BL/6N mice were fed chow diet, HFD, and HFD containing 1.2% EMIQ for 10 weeks. EMIQ significantly (P<0.05) reduced body weight gain (-21%), total visceral fat-pad weights (-31%), and plasma levels of triglycerides (-17%), total cholesterol (-19%), and free fatty acids (-26%) in HFD-fed mice. EMIQ significantly increased protein kinase A (PKA) expression in the epididymal adipose tissue of HFD-fed mice. Expression of adipogenesis-related genes significantly decreased, whereas expression of fatty acid oxidation-related and thermogenesis-related genes increased in epididymal adipose tissue of EMIQ-fed mice compared with HFD-fed mice. These results suggest that the protective effects of EMIQ against HFD-induced adiposity in mice appear to be associated with PKA-mediated signaling cascades involved in adipogenesis, fatty acid oxidation, and thermogenesis in adipose tissue.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

비만인을 대상으로 회화나무 폴리페놀 275 mg/60 kg/d(EMIQ로서 110 mg) 용량을 음료 형태로 12주간 섭취시킨 연구 결과에서도 EMIQ는 복부 지방면적과 허리둘레를 유의하게 감소시켰으나 체중 및 혈중지표(총콜레스테롤, 중성지방, 유리지방산)의 농도에 유의한 영향을 주지 않았다고 보고되었다(11). 이상의 선행 연구들을 토대로 적정 용량의 EMIQ 섭취가 체중 및 이와 관련된 혈중지표들에 유의한 영향을 나타낼 것이라는 가정하에, 본 연구에서는 고지방식이를 섭취한 마우스를 대상으로 EMIQ의 체중감소효능을 평가하고 지방조직을 중심으로 그 작용기작을 규명하고자 하였다.

제안 방법

이러한 결과는 EMIQ에 의한 체중감소효능이 식욕 억제 이외의 다른 작용기작에 의한 것임을 의미한다. EMIQ가 HFD에 의해 유도되는 지방세포생성 및 지방산 산화와 관련된 신호전달체계 분자들에 미치는 영향을 알아보기 위해 마우스의 내장지방조직에서 RT-PCR 및 Western blotting을 수행하였다. EMIQ군의 경우 HFD군에 비해 PKA와 p-AMPK의 단백질량이 유의하게 증가하였다(Fig.
실험 기간 동안 실험동물의 체중은 주 1회 일정한 시간에 측정하였고, 식이 섭취량은 매일 측정하였다. 실험사육이 완료되는 시점에 실험동물을 6시간 금식시킨 후, diethyl ether로 마취한 상태에서 혈액, 간 및 부위별 내장지방조직(부고환지방, 신장주변지방, 장간막지방 및 후복강지방)을 채취하였다. 복부대동맥으로부터 채혈한 혈액은 2,000×g에서 15분간 원심분리 하여 혈청을 분리하였다.
1주간의 적응 기간 동안 실험동물에게 chow(오리엔트바이오)와 음수를 자유로이 공급하였다. 적응 기간을 거친 후 실험동물을 chow 섭취군(Chow), HFD 섭취군(HFD), HFD+1.2% EMIQ 섭취군(EMIQ)으로 분류(n=9)하고 10주간 사육하였다. 실험 기간 동안 실험동물의 체중은 주 1회 일정한 시간에 측정하였고, 식이 섭취량은 매일 측정하였다.

대상 데이터

C57BL/6N 마우스 5주령, 수컷 27마리를 오리엔트바이오(Seongnam, Korea)로부터 구입하여 온도 23±1°C, 습도 50±1% 내외, 그리고 12시간 명암주기(light 8:00~20:00, dark 20:00~8:00)로 유지되는 동물사육실에서 사육하였다. 1주간의 적응 기간 동안 실험동물에게 chow(오리엔트바이오)와 음수를 자유로이 공급하였다.
EMIQ(EMIQ R-20, San-Ei Gen FFI, Inc., Osaka, Japan)는 한독(Seoul, Korea)으로부터 분말 형태로 공급받아 실험에 사용하였다. EMIQ는 회화나무(Sophora japonica L.

데이터처리

모든 자료의 통계분석은 Statistical Package for the Social Sciences(SPSS version 21.0, IBM, Armonk, NY, USA) PC package를 사용하여 실시하였고, 분석 수치는 mean±SEM으로 나타내었다. 실험 식이에 따른 군 간 유의적인 차이는 one way analysis of variance(ANOVA)를 실시하여 검증하였고, P<0.
0, IBM, Armonk, NY, USA) PC package를 사용하여 실시하였고, 분석 수치는 mean±SEM으로 나타내었다. 실험 식이에 따른 군 간 유의적인 차이는 one way analysis of variance(ANOVA)를 실시하여 검증하였고, P<0.05 수준에서 유의성이 관찰된 경우 각 실험군 간의 평균값의 차이에 대한 유의성은 Duncan's multiple range test를 이용하여 평가하였다.

성능/효과

이러한 열 발생 관련 유전자들의 발현은 전사조절인자인 PGC1-α와 PRDM16이 복합체를 이루어 상호작용하거나 PGC1-α가 단독으로 작용함에 따라 조절된다(25). 따라서 본 실험에서 나타난 EMIQ의 체중감소 효과는 지방조직에서 PKA가 매개하는 갈색화 관련 유전자(PRDM16, PGC1-α, UCP1, Cidea)의 발현 촉진과 관련이 있을 것으로 생각한다(Fig. 6).
본 연구에서 EMIQ는 고지방식이로 비만이 유도된 마우스의 체중 및 체지방 무게를 유의적으로 감소시켰으며, 체중과 관련된 혈중지표들(중성지방, 총콜레스테롤 및 유리지방산) 역시 유의적으로 변화시켰다. 이러한 EMIQ의 체중감소 효과는 PKA에 의해 매개되는 신호전달체계와 관련이 있을 것으로 생각한다.
본 연구에서 EMIQ는 고지방식이로 비만이 유도된 마우스의 체중 및 체지방 무게를 유의적으로 감소시켰으며, 체중과 관련된 혈중지표들(중성지방, 총콜레스테롤 및 유리지방산) 역시 유의적으로 변화시켰다. 이러한 EMIQ의 체중감소 효과는 PKA에 의해 매개되는 신호전달체계와 관련이 있을 것으로 생각한다. 또한 향후 인체를 대상으로 한 연구에서도 EMIQ의 체중감소효능을 확인할 수 있다면 EMIQ가 체중감소를 위해 섭취되는 보충제 혹은 기능성 식품으로 상용화될 수 있을 것으로 생각한다.

후속연구

이러한 EMIQ의 체중감소 효과는 PKA에 의해 매개되는 신호전달체계와 관련이 있을 것으로 생각한다. 또한 향후 인체를 대상으로 한 연구에서도 EMIQ의 체중감소효능을 확인할 수 있다면 EMIQ가 체중감소를 위해 섭취되는 보충제 혹은 기능성 식품으로 상용화될 수 있을 것으로 생각한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	비만이란 무엇인가?	비만은 에너지 섭취와 소비의 불균형으로 인해 체지방이 과도하게 축적된 상태를 의미하는데, 이러한 과정에는 fatty acid binding protein(aP2), fatty acid synthase(FAS)와 같은 유전자들이 관여하고 있으며, 이 유전자들의 발현조절에는 peroxisome proliferator-activated receptor gamma(PPARγ), CCAAT/enhancer-binding proteins(C/EBPs)와 같은 전사인자들이 중추적인 역할을 담당하고 있다(1,2). 한편 여분의 에너지는 지방생성에 이용되는 대신 열 형태로 제거될 수 있는데, 이러한 과정을 열 발생이라고 한다.
	Enzymatically modified isoquercitrin의 용도는?	Enzymatically modified isoquercitrin(EMIQ)은 quercetin에 1~7개의 당이 결합한 quercetin 배당체 혼합물이다(5). EMIQ는 일본(Japanese Ministry of Health and Welfare, 1996)과 미국(Food and Drug Administration, 2007) 그리고 한국(식품의약품안전처, 2005)에서 식품첨가물로 인정받았으며, 특히 일본의 식품산업에서 착향료의 용도로 유제품, 주스, 탄산음료, 케이크, 젤리, 껌 등의 식품에 활발하게 사용돼 왔다(6). 현재까지 보고된 EMIQ의 생리활성으로는 혈압개선, 알레르기 완화, 항암 효능이 있다.
	비만에 관여하는 유전자와 그 유전자들의 발현조절을 담당하는 전사인자는 무엇인가?	비만은 에너지 섭취와 소비의 불균형으로 인해 체지방이 과도하게 축적된 상태를 의미하는데, 이러한 과정에는 fatty acid binding protein(aP2), fatty acid synthase(FAS)와 같은 유전자들이 관여하고 있으며, 이 유전자들의 발현조절에는 peroxisome proliferator-activated receptor gamma(PPARγ), CCAAT/enhancer-binding proteins(C/EBPs)와 같은 전사인자들이 중추적인 역할을 담당하고 있다(1,2). 한편 여분의 에너지는 지방생성에 이용되는 대신 열 형태로 제거될 수 있는데, 이러한 과정을 열 발생이라고 한다.

참고문헌 (25)

Chua SJ, Leibel RL. 1997. Obesity genes: molecular and metabolic mechanisms. Diabetes Rev 5: 2-7.
Fajas L, Fruchart JC, Auwerx J. 1998. Transcriptional control of adipogenesis. Curr Opin Cell Biol 10: 165-173.

상세보기
Cannon B, Nedergaard J. 2004. Brown adipose tissue: function and physiological significance. Physiol Rev 84: 277-359.

상세보기
Fritz IB, Yue KT. 1963. Long-chain carnitine acyltransferase and the role of acylcarnitine derivatives in the catalytic increase of fatty acid oxidation induced by carnitine. J Lipid Res 4: 279-288.

상세보기
Akiyama T, Washino T, Yamada T, Koda T, Maitani T. 2000. Constituents of enzymatically modified isoquercitrin and enzymatically modified rutin (extract). J Food Hyg Soc Japan 41: 54-60.

상세보기
Moriwaki M. 2002. Availability of flavonoid as antioxidants for beverages. Soft Drinks Technol 137: 57-79.
Emura K, Yokomizo A, Toyoshi T, Moriwaki M. 2007. Effect of enzymatically modified isoquercitrin in spontaneously hypertensive rats. J Nutr Sci Vitaminol 53: 68-74.

상세보기
Makino T, Kanemaru M, Okuyama S, Shimizu R, Tanaka H, Mizukami H. 2013. Anti-allergic effects of enzymatically modified isoquercitrin ( ${\alpha}$ -oligoglucosyl quercetin 3-O-glucoside), quercetin 3-O-glucoside, ${\alpha}$ -oligoglucosyl rutin, and quercetin, when administered orally to mice. J Nat Med 67:881-886.

상세보기
Morita R, Shimamoto K, Ishii Y, Kuwata K, Ogawa B, Imaoka M, Hayashi S, Suzuki K, Shibutani M, Mitsumori K. 2011. Suppressive effect of enzymatically modified isoquercitrin on phenobarbital-induced liver tumor promotion in rats. Arch Toxicol 85: 1475-1484.

상세보기
Tateishi N, Egawa K, Kanzaki N, Kitagawa Y, Shibata H, Kiso Y, Enomoto S, Fukuda D, Nagai R, Sata M. 2009. Effects of quercetin glucosides on diet-induced obesity in mice: the lipolytic activity of quercetin. Jpn Pharmacol Ther 37: 123-131.
Yoshimura M, Maeda A, Takehara I, Abe K, Ohta H, Kiso Y, Fukuhara I, Sakane N. 2008. Body fat reducing effect and safety of the beverage containing polyphenols derived from Japanese pagoda tree (enzymatically modified isoquercitrin) in overweight and obese subjects. Jpn Pharmacol Ther 36: 919-930.
FDA. 2007. GRAS Notification for alpha-glycosyl isoquercitrin.
Reagan-Shaw S, Nihal M, Ahmad N. 2007. Dose translation from animal to human studies revisited. FASEB J 22: 659-661.

상세보기
Makino T, Shimizu R, Kanemaru M, Suzuki Y, Moriwaki M, Mizukami H. 2009. Enzymatically modified isoquercitrin, ${\alpha}$ -oligoglucosyl quercetin 3-O-glucoside, is absorbed more easily than other quercetin glycosides or aglycone after oral administration in rats. Biol Pharm Bull 32: 2034-2040.

상세보기
Day AJ, Canada FJ, Diaz JC, Kroon PA, Mclauchlan R, Faulds CB, Plumb GW, Morgan MRA, Williamson G. 2000. Dietary flavonoid and isoflavone glycosides are hydrolysed by the lactase site of lactase phlorizin hydrolase. FEBS Lett 468: 166-170.

상세보기
Arts ICW, Sesink ALA, Faassen-Peters M, Hollman PCH. 2004. The type of sugar moiety is a major determinant of the small intestinal uptake and subsequent biliary excretion of dietary quercetin glycosides. Br J Nutr 91: 841-847.

상세보기
Lesser S, Cermak R, Wolffram S. 2004. Bioavailability of quercetin in pigs is influenced by the dietary fat content. J Nutr 134: 1508-1511.

상세보기
Enns LC, Ladiges W. 2010. Protein kinase A signaling as an anti-aging target. Ageing Res Rev 9: 269-272.

상세보기
Lowell BB, Spiegelman BM. 2000. Towards a molecular understanding of adaptive thermogenesis. Nature 404: 652-660.

상세보기
Fernandez-Veledo S, Vazquez-Carballo A, Vila-Bedmar R, Ceperuelo-Mallafre V, Vendrell J. 2013. Role of energyand nutrient-sensing kinases AMP-activated protein kinase (AMPK) and mammalian target of rapamycin (mTOR) in adipocyte differentiation. IUBMB Life 65: 572-583.

상세보기
Inoki K, Zhu T, Guan KL. 2003. TSC2 mediates cellular energy response to control cell growth and survival. Cell 115: 577-590.

상세보기
Watt MJ, Holmes AG, Pinnamaneni SK, Garnham AP, Steinberg GR, Kemp BE, Febbraio MA. 2006. Regulation of HSL serine phosphorylation in skeletal muscle and adipose tissue. Am J Physiol Endocrinol Metab 290: E500-508.

상세보기
Jimenez-Aranda A, Fernandez-Vazquez G, Campos D, Tassi M, Velasco-Perez L, Tan DX, Reiter RJ, Agil A. 2013. Melatonin induces browning of inguinal white adipose tissue in Zucker diabetic fatty rats. J Pineal Res 55: 416-423.

상세보기
Seale P, Conroe HM, Estall J, Kajimura S, Frontini A, Ishibashi J, Cohen P, Cinti S, Spiegelman BM. 2011. Prdm16 determines the thermogenic program of subcutaneous white adipose tissue in mice. J Clin Invest 121: 96-105.

상세보기
Kajimura S, Seale P, Tomaru T, Erdjument-Bromage H, Cooper MP, Ruas JL, Chin S, Tempst P, Lazar MA, Spiegelman BM. 2008. Regulation of the brown and white fat gene programs through a PRDM16/CtBP transcriptional complex. Genes Dev 22: 1397-1409.

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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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