Leptin 유전자 결핍 동물모델을 이용한 시네트롤(Sinetrol-XPur)의 항비만 효과와 cAMP를 통한 UCP-2 활성화 기전 연구 Effects of Sinetrol-XPur on Leptin-Deficient Obese Mice and Activation of cAMP-Dependent UCP-2원문보기
본 연구에서는 시네트롤(Sinetrol-XPur)을 유전성 비만 마우스(Obese)에 7주간 식이 투여하여 항비만 효과를 알아보고자 하였다. 시네트롤을 섭취한 유전성 비만 마우스군(Sinetrol low와 Sinetrol high)의 체중증가량은 Obese군에 비하여 유의적으로 감소하였고, 간 무게변화량은 Sinetrol high군에서 Obese군보다 유의적으로 감소하였다. 백색지방의 무게변화량은 Sinetrol high군에서 Obese군보다 유의적으로 감소하였음을 확인하였다. 실험동물의 혈청 지질 함량은 TC, TG, LDL/VLDL-콜레스테롤이 Obese군에 비해 Sinetrol군에서 감소하였고, HDL-콜레스테롤은 유전성 비만군(Obese, Sinetrol low, Sinetrol high) 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. HDL/LDL ratio를 계산한 결과에서는 Sinetrol군에서 Obese군보다 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 실험동물군의 지방조직에서 비만 관련 유전자들의 발현을 측정한 결과, FAS와 LPL의 발현은 Obese군보다 Sinetrol군에서 감소하였고 HSL의 발현은 유의적인 차이가 나타나지 않았지만, UCP-2의 발현은 Obese군에 비해 Sinetrol high군에서 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 또한 세포 내 cAMP를 측정한 결과 시네트롤 처리 시 농도 의존적으로 cAMP가 증가하였음을 확인하였고, 증가한 cAMP에 의해 UCP-2의 발현이 증가되는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 시네트롤이 지방 합성과 관련된 유전자 발현의 억제 및 에너지 소비와 관련된 유전자의 발현을 증가시키고 체내 지방의 축적이나 합성을 감소시켜 체중의 증가를 예방하며, 혈중 지질 함량들을 개선하여 항비만 효과가 있는 천연 기능성 식품으로 활용할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
본 연구에서는 시네트롤(Sinetrol-XPur)을 유전성 비만 마우스(Obese)에 7주간 식이 투여하여 항비만 효과를 알아보고자 하였다. 시네트롤을 섭취한 유전성 비만 마우스군(Sinetrol low와 Sinetrol high)의 체중증가량은 Obese군에 비하여 유의적으로 감소하였고, 간 무게변화량은 Sinetrol high군에서 Obese군보다 유의적으로 감소하였다. 백색지방의 무게변화량은 Sinetrol high군에서 Obese군보다 유의적으로 감소하였음을 확인하였다. 실험동물의 혈청 지질 함량은 TC, TG, LDL/VLDL-콜레스테롤이 Obese군에 비해 Sinetrol군에서 감소하였고, HDL-콜레스테롤은 유전성 비만군(Obese, Sinetrol low, Sinetrol high) 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. HDL/LDL ratio를 계산한 결과에서는 Sinetrol군에서 Obese군보다 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 실험동물군의 지방조직에서 비만 관련 유전자들의 발현을 측정한 결과, FAS와 LPL의 발현은 Obese군보다 Sinetrol군에서 감소하였고 HSL의 발현은 유의적인 차이가 나타나지 않았지만, UCP-2의 발현은 Obese군에 비해 Sinetrol high군에서 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 또한 세포 내 cAMP를 측정한 결과 시네트롤 처리 시 농도 의존적으로 cAMP가 증가하였음을 확인하였고, 증가한 cAMP에 의해 UCP-2의 발현이 증가되는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 시네트롤이 지방 합성과 관련된 유전자 발현의 억제 및 에너지 소비와 관련된 유전자의 발현을 증가시키고 체내 지방의 축적이나 합성을 감소시켜 체중의 증가를 예방하며, 혈중 지질 함량들을 개선하여 항비만 효과가 있는 천연 기능성 식품으로 활용할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
The present study investigated the effect of Sinetrol-XPur (polyphenolic Citrus spp. and Paullinia cupana Kunth dry extract) and defined the action mode for cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-dependent uncoupling protein (UCP)-2 activation. Leptin-deficient obese mice were treated with two differ...
The present study investigated the effect of Sinetrol-XPur (polyphenolic Citrus spp. and Paullinia cupana Kunth dry extract) and defined the action mode for cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-dependent uncoupling protein (UCP)-2 activation. Leptin-deficient obese mice were treated with two different doses, 100 mg/kg body weight (BW) and 300 mg/kg BW of each AIN93G supplement, for 7 weeks. Treatment of obese mice with both low and high doses of Sinetrol-XPur significantly reduced body weight gain compared to control obese mice. White adipose tissue weight of mice was reduced by 30.96% in high dose-supplemented groups. Serum total cholesterol and triglyceride were reduced by a high dose of Sinetrol-XPur by 20.02% and 30.96%, respectively. Serum level of high density lipoprotein (HDL) was significantly increased by treatment with both doses, as the ratio of HDL to low density lipoprotein increased by 138.78% and 171.49%, respectively. Regarding expression of biochemical factors related to lipid metabolism, fatty acid synthase significantly decreased and UCP-2 increased upon treatment with a high dose of Sinetrol-XPur, but there was no significant difference in lipoprotein lipase and hormone-sensitive lipase. To define cellular mechanism, intracellular cAMP levels in 3T3-L1 adipocytes significantly increased in a dose-dependent manner over the range of $50{\sim}250{\mu}m/mL$. The phosphodiesterase (PDE) inhibitor 3-isobutyl-1-methylxanthine clearly blocked cAMP, suggesting that Sinetrol-XPur promotes lipolysis of adipocytes through inhibition of cAMP-dependent PDE, resulting in induction of cAMP response element binding protein and UCP-2. These results suggest that Sinetrol-XPur supplementation is a viable option for reducing body weight and fat by improving serum lipid profiles and genetic expression of lipid metabolic factors, especially activation of cAMP-dependent UCP-2.
The present study investigated the effect of Sinetrol-XPur (polyphenolic Citrus spp. and Paullinia cupana Kunth dry extract) and defined the action mode for cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-dependent uncoupling protein (UCP)-2 activation. Leptin-deficient obese mice were treated with two different doses, 100 mg/kg body weight (BW) and 300 mg/kg BW of each AIN93G supplement, for 7 weeks. Treatment of obese mice with both low and high doses of Sinetrol-XPur significantly reduced body weight gain compared to control obese mice. White adipose tissue weight of mice was reduced by 30.96% in high dose-supplemented groups. Serum total cholesterol and triglyceride were reduced by a high dose of Sinetrol-XPur by 20.02% and 30.96%, respectively. Serum level of high density lipoprotein (HDL) was significantly increased by treatment with both doses, as the ratio of HDL to low density lipoprotein increased by 138.78% and 171.49%, respectively. Regarding expression of biochemical factors related to lipid metabolism, fatty acid synthase significantly decreased and UCP-2 increased upon treatment with a high dose of Sinetrol-XPur, but there was no significant difference in lipoprotein lipase and hormone-sensitive lipase. To define cellular mechanism, intracellular cAMP levels in 3T3-L1 adipocytes significantly increased in a dose-dependent manner over the range of $50{\sim}250{\mu}m/mL$. The phosphodiesterase (PDE) inhibitor 3-isobutyl-1-methylxanthine clearly blocked cAMP, suggesting that Sinetrol-XPur promotes lipolysis of adipocytes through inhibition of cAMP-dependent PDE, resulting in induction of cAMP response element binding protein and UCP-2. These results suggest that Sinetrol-XPur supplementation is a viable option for reducing body weight and fat by improving serum lipid profiles and genetic expression of lipid metabolic factors, especially activation of cAMP-dependent UCP-2.
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문제 정의
본 연구에서는 이전 연구의 자료를 토대로 in vivo를 통해 유전성 비만 마우스에 시네트롤을 식이로 제공하여 체중과 혈액 지표들의 변화를 알아보고, ex vivo를 통해 지방조직에서 비만 관련 유전자의 변화를 알아보고자 하였다.
제안 방법
시네트롤(Sinetrol-XPur) 처리 시 cAMP 변화를 확인하기 위해 cAMP Direct Immunoassay kit(Abcam, Cambridge, MA, USA)으로 제조사의 protocol에 따라 측정하였다. 1 M HCl을 첨가하여 cAMP 수준을 iMARKTM Microplate Reader(Bio-Rad Laboratories Inc.)를 이용하여 450 nm 파장에서 optical density를 측정하였다. 또한 시네트롤 처리 시 UCP-2 유전자 발현을 확인하기 위해 realtime PCR을 실시하였다.
가 유지되는 배양기에서 배양하였다. 2일마다 배양액을 교환하였고 세포가 단일층으로 플라스크 바닥에 70% 이상 부착하면 PBS 용액을 사용하여 세포표면을 씻었으며, 0.25% trypsin-EDTA를 첨가한 뒤 배양기에서 3분간 방치하여 세포를 분리하였다. 그 후 원심분리기(GYROZEN 416G, BMS, Seoul, Korea)를 사용하여 1,600 rpm에서 5분간 원심분리 하여 세포를 모았다.
3T3-L1에 시네트롤 및 inhibitor 유무에 따른 cAMP 수준과 UCP-2 유전자 발현을 측정하였다(Fig. 4, 5). 3T3-L1에 시네트롤만을 처리한 후 cAMP 수준을 측정한 결과 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였고, 증가한 cAMP가 PDE에 영향을 받는지 알아보고자 비특이적 PDE inhibitor인 IBMX와 시네트롤을 처리한 결과, IBMX만을 처리한 대조군에 비해 시네트롤을 함께 처리한 군에서 cAMP가 증가하는 것을 확인하였다.
Realtime PCR 반응은 총 20 μL 내에 cDNA 2 μL와 2× SYBR mix 10 μL, forward, reverse primer는 각각 100 pmol/μL를 1 μL씩 첨가하였고 나머지는 H2O로 채워주었다.
지방조직을 적출하여 RNeasyⓇ Lipid Tissue Mini kit (Qiagen Sciences, Gaithersburg, MD, USA)으로 제조사의 protocol에 따라 RNA 추출을 실시하였다. iScript cDNA synthesis kit(Bio-Rad Laboratories Inc., Hercules, CA, USA)을 사용하여 cDNA를 합성하였다. 유전자들의 발현을 측정하기 위하여 SYBR Green(iQ SYBR Green Supermix, Bio-Rad Laboratories Inc.
)를 이용하여 450 nm 파장에서 optical density를 측정하였다. 또한 시네트롤 처리 시 UCP-2 유전자 발현을 확인하기 위해 realtime PCR을 실시하였다. 유전자 서열은 Table 1에 나타내었다.
Hot start를 위해 95°C에서 8분, 증폭 단계의 denaturation을 95°C에서 15초, annealing을 52°C에서 30초, extension을 72°C에서 30초간 반복하며, 각 cycle의 extension 후에 값이 기록되었다. 모든 cycle이 완료된 후 primer의 특이성을 확인하기 위해 melting curve 분석을 실시하였다. 결과의 분석은 Applied Biosystems에서 제공하는 One step system software v2.
분리한 혈청을 이용하여 triglyceride(TG), total cholesterol(TC), HDL-콜레스테롤, LDL/VLDL-콜레스테롤은 enzyme assay kit(BioVision Inc., Mountain View, CA, USA)을 사용하여 분석하였다.
25 μM)]을 혼합하여 분화 유도를 시작하였다. 분화 기간은 총 9일간 지속하였으며, 분화 초기 3일 동안 매일 같은 배양액을 교환해 주었다. 분화 중기 3일 동안 배양액을 insulin(5 μg/mL)만을 포함하는 10% FBS를 함유한 DMEM으로 교환하여 매일 교환해 주었고, 분화 후기 3일 동안은 10% FBS를 함유한 DMEM 배양액으로 매일 교환해 주었다.
분화 중기 3일 동안 배양액을 insulin(5 μg/mL)만을 포함하는 10% FBS를 함유한 DMEM으로 교환하여 매일 교환해 주었고, 분화 후기 3일 동안은 10% FBS를 함유한 DMEM 배양액으로 매일 교환해 주었다.
시네트롤(Sinetrol-XPur) 처리 시 cAMP 변화를 확인하기 위해 cAMP Direct Immunoassay kit(Abcam, Cambridge, MA, USA)으로 제조사의 protocol에 따라 측정하였다. 1 M HCl을 첨가하여 cAMP 수준을 iMARKTM Microplate Reader(Bio-Rad Laboratories Inc.
시네트롤(Sinetrol-XPur)의 섭취에 따른 지방 대사 관련 유전자의 발현을 확인하기 위해 real-time PCR을 실시하였다. 지방조직을 적출하여 RNeasyⓇ Lipid Tissue Mini kit (Qiagen Sciences, Gaithersburg, MD, USA)으로 제조사의 protocol에 따라 RNA 추출을 실시하였다.
시네트롤(Sinetrol-XPur)의 항비만 효과를 관찰하기 위해 시네트롤이 첨가된 식이를 제공하고 관찰하였다. 시네트롤은 AIN93G 식이에 첨가하여 시료를 제조하여 사용하였고, 식이 농도는 사전연구(11)의 농도를 토대로 안전계수를 고려하여 정하였다.
시네트롤(Sinetrol-XPur)의 항비만 효과를 관찰하기 위해 시네트롤이 첨가된 식이를 제공하고 관찰하였다. 시네트롤은 AIN93G 식이에 첨가하여 시료를 제조하여 사용하였고, 식이 농도는 사전연구(11)의 농도를 토대로 안전계수를 고려하여 정하였다. 실험 기간 식이와 음용수는 자유롭게 섭취하도록 하였고, 1주일에 한 번씩 일정한 시간에 체중과 식이섭취량을 측정하였다.
시네트롤의 섭취가 실험동물의 지방조직 내 유전자 발현에 미치는 영향을 알아보기 위해 FAS, lipoprotein lipase (LPL), HSL, 그리고 UCP-2를 측정하였다(Fig. 2, 3). FAS 발현 정도는 유전성 비만군에서 Lean군보다 유의적으로 높았고 Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 21.
시네트롤의 섭취가 실험동물의 혈청 지질 함량에 미치는 영향을 알아보기 위해 TC, TG, HDL-콜레스테롤, LDL/ VLDL-콜레스테롤을 측정하였다(Fig. 1). TC 함량(Fig.
실험 기간 식이와 음용수는 자유롭게 섭취하도록 하였고, 1주일에 한 번씩 일정한 시간에 체중과 식이섭취량을 측정하였다. 식이효율(food efficiency ratio; FER)은 실험식이 공급일로부터 희생일까지 총 실험 기간의 식이섭취량을 나누어 산출하였다.
시네트롤은 AIN93G 식이에 첨가하여 시료를 제조하여 사용하였고, 식이 농도는 사전연구(11)의 농도를 토대로 안전계수를 고려하여 정하였다. 실험 기간 식이와 음용수는 자유롭게 섭취하도록 하였고, 1주일에 한 번씩 일정한 시간에 체중과 식이섭취량을 측정하였다. 식이효율(food efficiency ratio; FER)은 실험식이 공급일로부터 희생일까지 총 실험 기간의 식이섭취량을 나누어 산출하였다.
실험 종료 시 실험동물은 12시간 절식시킨 후 ethyl ether로 마취하고 안와동맥을 통해 채혈하였다. 혈액은 원심분리(16,000 rpm, 20 min, 4°C) 하여 혈청을 분리한 후, 분석 전까지 -70°C에 냉동 보관하였다.
실험동물은 (주)중앙실험동물(Seoul, Korea) 사육장으로부터 생후 5주령의 수컷 C57BL/6J ob/ob male mice(n=18), C57BL/6J male mice(n=6)를 구입하여 일주일 동안 설치류 사육실에서 일반식이(AIN93G)를 공급하며 적응시킨 후 적응 기간에 일반상태를 관찰하여 건강한 개체를 무작위법으로 군 분리를 하였다. 실험군의 분류는 정상대조군(Lean), 유전성 비만 시험대조군(Obese), 시네트롤 100 mg/kg BW (Sinetrol low, 식이의 0.09%), 시네트롤 300 mg/kg BW (Sinetrol high, 식이의 0.27%), 총 4군으로 6마리씩 4군으로 분류하여 7주간 사육이 진행되었다. 사육환경은 온도 23±3°C, 습도 50±5%에서 light cycle이 12시간 유지되었다.
, Hercules, CA, USA)을 사용하여 cDNA를 합성하였다. 유전자들의 발현을 측정하기 위하여 SYBR Green(iQ SYBR Green Supermix, Bio-Rad Laboratories Inc.)을 이용한 실시간 정량 PCR을 실시하였고, 기기는 Real-Time PCR(Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)을 사용하였다. 각각의 유전자에 대한 PCR primer의 염기서열은 Table 1에 제시하였다.
이들 세포를 6 well plate(TPP)에 5×105 cells/well 이 되게끔 균등하게 분주하였고, 100% confluent 상태인 4일 후 10% fetal bovine serum(FBS)과 1% sodium pyruvate, 1% hepes, 1% NEAA mixture를 함유한 high-glucose DMEM에 adipogenic cocktail[MDI solution인 3-isobutyl-1-methylxanthine(IBMX, 0.5 mM), insulin(5 μg/ mL), dexamethasone(DEX, 0.25 μM)]을 혼합하여 분화 유도를 시작하였다.
지방 분화 후(10일째) 시네트롤(Sinetrol-XPur)을 24시간 동안 50, 100, 250 μg/mL로 처리하였다.
지방조직 무게는 백색지방과 갈색지방으로 나누어 측정 하였다. 백색지방 무게변화량은 Lean군보다 유전성 비만군에서 유의적으로 높았는데 Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 18.
시네트롤(Sinetrol-XPur)의 섭취에 따른 지방 대사 관련 유전자의 발현을 확인하기 위해 real-time PCR을 실시하였다. 지방조직을 적출하여 RNeasyⓇ Lipid Tissue Mini kit (Qiagen Sciences, Gaithersburg, MD, USA)으로 제조사의 protocol에 따라 RNA 추출을 실시하였다. iScript cDNA synthesis kit(Bio-Rad Laboratories Inc.
채혈 후 즉시 개복하여 간 및 지방조직(백색지방: 복부지방, 내장지방, 부고환지방; 갈색지방)을 적출한 다음 생리식염수로 씻어 여과지로 수분을 제거한 후 중량을 측정하였다.
대상 데이터
시네트롤(Sinetrol-XPur)은 (주)알피코프(Seoul, Korea; 프랑스의 Fytexia 원료)로부터 분말 형태로 공급받아 실험에 사용하였다. 동물 식이에 사용된 시네트롤 식이는 주문시 분말 형태 그대로 첨가하여 사용하도록 하였다.
동물실험은 경희대학교 동물실험윤리위원회의 심의(승인번호 KHUASP(SE)-15-019)를 거친 후 진행하였다. 실험동물은 (주)중앙실험동물(Seoul, Korea) 사육장으로부터 생후 5주령의 수컷 C57BL/6J ob/ob male mice(n=18), C57BL/6J male mice(n=6)를 구입하여 일주일 동안 설치류 사육실에서 일반식이(AIN93G)를 공급하며 적응시킨 후 적응 기간에 일반상태를 관찰하여 건강한 개체를 무작위법으로 군 분리를 하였다. 실험군의 분류는 정상대조군(Lean), 유전성 비만 시험대조군(Obese), 시네트롤 100 mg/kg BW (Sinetrol low, 식이의 0.
데이터처리
Statistical analyses were performed by Duncan's multiple range test after one-way ANOVA and using SPSS software.
Statistical analyses were performed by Duncan's multiple range test after one-way ANOVA using SPSS software.
모든 cycle이 완료된 후 primer의 특이성을 확인하기 위해 melting curve 분석을 실시하였다. 결과의 분석은 Applied Biosystems에서 제공하는 One step system software v2.1로 분석하였다.
모든 측정항목의 결과는 평균 (mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였고 실험군 간 평균의 차이는 one-way ANOVA로 유의성을 확인한 후 Duncan's multiple range test를 이용하여 사후 검증하였으며 P<0.05 수준에서 유의성의 여부를 검증하였다.
본 실험 결과는 SPSS(Statistical Package for the Social Science, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) version 20 프로그램을 이용하여 분석하였다. 모든 측정항목의 결과는 평균 (mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시하였고 실험군 간 평균의 차이는 one-way ANOVA로 유의성을 확인한 후 Duncan's multiple range test를 이용하여 사후 검증하였으며 P<0.
성능/효과
4, 5). 3T3-L1에 시네트롤만을 처리한 후 cAMP 수준을 측정한 결과 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였고, 증가한 cAMP가 PDE에 영향을 받는지 알아보고자 비특이적 PDE inhibitor인 IBMX와 시네트롤을 처리한 결과, IBMX만을 처리한 대조군에 비해 시네트롤을 함께 처리한 군에서 cAMP가 증가하는 것을 확인하였다. UCP-2 유전자 발현을 측정한 결과 시네트롤만을 처리한 군에서 UCP-2의 발현이 아무것도 처리하지 않은 군(100.
본 연구에서 시네트롤을 분화된 지방세포에 처리 시 cAMP가 증가하였음을 확인하였고, PDE에 의해 cAMP가 증가하였는지 확인하기 위해 PDE를 비특이적으로 inhibition 하는 IBMX를 처리한 결과, cAMP가 증가하는 것을 확인하였고 IBMX와 시네트롤을 함께 처리 시 cAMP가 더욱더 증가하는 것을 확인하였다. Cyclosporin A/FK506에 의해 CREB가 inhibition되어 UCP-2의 발현이 감소하였으나, 시네트롤을 함께 처리 시 UCP-2의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과는 시네트롤이 PDE를 억제하여 cAMP를 증가시켰으며, 증가한 cAMP가 CREB를 활성화하고 UCP-2 발현을 증가시켜 에너지 소비를 증가시킨 것으로 생각한다.
2, 3). FAS 발현 정도는 유전성 비만군에서 Lean군보다 유의적으로 높았고 Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 21.35%, 36.69% 감소하였으나, Sinetrol low군은 Obese군과 유의적인 차이가 없었고 Sinetrol high군은 Obese군과 유의적인 차이가 나타났다. LPL 발현 정도는 Lean군에 비해 유전성 비만군에서 유의적으로 높았고, Obese군과 시네트롤군 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
96% 유의적으로 감소하였다. HDL-콜레스테롤 함량(Fig. 1C)은 Lean군과 유전성 비만군 간에 유의적인 차이는 나타났으나, Obese군과 시네트롤군 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다. LDL/VLDL-콜레스테롤 함량(Fig.
HDL/LDL ratio(Fig. 1E)를 계산한 결과, Lean군이 유의적으로 가장 높았고(0.87±0.07) Obese 군이 유의적으로 가장 낮게 나타났다(0.37±0.21).
LPL 발현 정도는 Lean군에 비해 유전성 비만군에서 유의적으로 높았고, Obese군과 시네트롤군 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. HSL 발현 정도는 유전성 비만군에서 Lean군보다 유의적으로 높았고, Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 2.73%, 1.07% 감소하였으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. UCP-2 발현 정도는 Lean군이 유전성 비만군보다 유의적으로 가장 낮았고, Sinetrol low군과 Sinetrol high군은 Obese군에 비해 각각 113.
1C)은 Lean군과 유전성 비만군 간에 유의적인 차이는 나타났으나, Obese군과 시네트롤군 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다. LDL/VLDL-콜레스테롤 함량(Fig. 1D)은 Lean군보다 유전성 비만군에서 유의적으로 높게 나타났고, Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 20.36%, 32.9% 감소하였으나, Sinetrol low군은 유의적인 차이가 나타나지 않았고 Sinetrol high군은 유의적인 차이가 나타났다. HDL/LDL ratio(Fig.
69% 감소하였으나, Sinetrol low군은 Obese군과 유의적인 차이가 없었고 Sinetrol high군은 Obese군과 유의적인 차이가 나타났다. LPL 발현 정도는 Lean군에 비해 유전성 비만군에서 유의적으로 높았고, Obese군과 시네트롤군 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. HSL 발현 정도는 유전성 비만군에서 Lean군보다 유의적으로 높았고, Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 2.
Sinetrol low군과 Sinetrol high군은 0.51±0.05, 0.63±0.11로, Obese군에 비해 각각 138.78%, 171.49% 유의적으로 증가하였다.
1B) 역시 Lean군보다 유전성 비만군이 유의적으로 높았다. Sinetrol low군과 Sinetrol high군은 Obese군에 비해 각각 15.70%, 30.96% 유의적으로 감소하였다. HDL-콜레스테롤 함량(Fig.
07% 감소하였으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. UCP-2 발현 정도는 Lean군이 유전성 비만군보다 유의적으로 가장 낮았고, Sinetrol low군과 Sinetrol high군은 Obese군에 비해 각각 113.10%, 128.86% 증가하였다. 특히, Sinetrol low군은 Obese군과 유의적인 차이가 없었지만 Sinetrol high군은 Obese군에 비해 유의 적인 차이가 나타났다.
UCP-2 유전자 발현을 측정한 결과 시네트롤만을 처리한 군에서 UCP-2의 발현이 아무것도 처리하지 않은 군(100.0±7.9%)에 비해 유의적으로 증가한 반면, cAMP response element binding protein(CREB)의 inhibitor인 cyclosporin A/FK506을 시네트롤과 함께 처리한 군에서는 inhibitor만을 처리한 군(10.2±3.3%)에 비해 유의적으로 증가는 하였으나, 같은 농도로 시네트롤만을 처리한 군에 비해 유의적으로 감소하였음을 확인하였다.
간 무게변화량은 Lean군과 유전성 비만군 간에 유의적인 차이가 나타났는데 Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 15.70%, 30.96% 감소하였으나, Sinetrol low군은 Obese군과 유의적인 차이가 없었고 Sinetrol high군은 Obese군과 유의적인 차이가 나타났다.
따라서 Sinetrol high군에서만 Obese군과 유의적인 차이가 나타났다. 갈색지방 무게변화량은 Lean군보다 유전성 비만군에서 유의적으로 높았고, Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 115.61%, 100.14% 증가하였으나 유의적인 차이는 없었다. 따라서 시네트롤의 섭취가 지방의 축적을 억제하고 체중을 감소시키는 효과가 있는 것으로 보인다.
이와 같은 결과는 시네트롤이 PDE를 억제하여 cAMP를 증가시켰으며, 증가한 cAMP가 CREB를 활성화하고 UCP-2 발현을 증가시켜 에너지 소비를 증가시킨 것으로 생각한다. 그러나 본 연구의 지방 분해와 관련된 결과 중 HSL은 변화가 없었는데, 이는 시네트롤의 섭취가 HSL과 관련된 기전이 아닌 UCP-2와 관련된 기전에 더 많이 관여 하는 것으로 보인다.
지방조직 무게는 백색지방과 갈색지방으로 나누어 측정 하였다. 백색지방 무게변화량은 Lean군보다 유전성 비만군에서 유의적으로 높았는데 Obese군에 비해 Sinetrol low군과 Sinetrol high군에서 각각 18.29%, 41.06% 감소하였다. 따라서 Sinetrol high군에서만 Obese군과 유의적인 차이가 나타났다.
소비되고 남은 에너지가 지방으로 축적되고, 축적된 지방은 간의 지질대사에 문제를 초래하여 간의 중성지질 및 콜레스테롤의 함량을 증가시키며, 간 무게 역시 증가한다(16,17). 본 연구에서 시네트롤 섭취군은 비만 대조군 대비 간의 무게와 백색지방의 무게가 감소한 것을 확인하였다. 따라서 시네트롤 추출물이 지방의 축적을 억제하여 비만 및 비만 관련 질환에 효과가 있을 것으로 생각한다.
UCP-2의 발현이 증가했다는 것은 에너지 소비가 증가한 것을 의미하기도 한다(32). 본 연구에서 시네트롤을 분화된 지방세포에 처리 시 cAMP가 증가하였음을 확인하였고, PDE에 의해 cAMP가 증가하였는지 확인하기 위해 PDE를 비특이적으로 inhibition 하는 IBMX를 처리한 결과, cAMP가 증가하는 것을 확인하였고 IBMX와 시네트롤을 함께 처리 시 cAMP가 더욱더 증가하는 것을 확인하였다. Cyclosporin A/FK506에 의해 CREB가 inhibition되어 UCP-2의 발현이 감소하였으나, 시네트롤을 함께 처리 시 UCP-2의 발현이 증가하는 것을 확인하였다.
지방 합성은 malonyl-CoA와 acetyl-CoA의 축합반응으로 긴 사슬 지방산의 합성 반응을 촉매하는 FAS와 monoacylglycerol과 지방산을 가수분해하고 과잉의 에너지를 지방세포에 중성지방 형태로 저장하는 LPL이 중요한 효소로 작용한다(22-24). 본 연구에서는 Obese군이 Lean군에 비해 FAS와 LPL의 발현이 증가했지만, 시네트롤 섭취군에서는 FAS와 LPL의 발현이 감소하였고 지방 합성 또는 지방의 축적이 감소하였음을 의미한다.
시네트롤이 실험동물의 체중 변화, 간 및 지방조직 무게에 미치는 영향을 알아보기 위해 측정한 결과(Table 2), 실험동물의 체중증가는 정상대조군(Lean; 12.67±1.29 g)보다 유전성 비만군(Obese, 20.23±2.38 g; Sinetrol low, 16.75±2.07 g; Sinetrol high, 14.92±1.88 g)의 체중이 유의적으로 증가하여 비만이 유도되었음을 확인하였다.
Cyclosporin A/FK506에 의해 CREB가 inhibition되어 UCP-2의 발현이 감소하였으나, 시네트롤을 함께 처리 시 UCP-2의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과는 시네트롤이 PDE를 억제하여 cAMP를 증가시켰으며, 증가한 cAMP가 CREB를 활성화하고 UCP-2 발현을 증가시켜 에너지 소비를 증가시킨 것으로 생각한다. 그러나 본 연구의 지방 분해와 관련된 결과 중 HSL은 변화가 없었는데, 이는 시네트롤의 섭취가 HSL과 관련된 기전이 아닌 UCP-2와 관련된 기전에 더 많이 관여 하는 것으로 보인다.
86% 증가하였다. 특히, Sinetrol low군은 Obese군과 유의적인 차이가 없었지만 Sinetrol high군은 Obese군에 비해 유의 적인 차이가 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비만이 유발할 수 있는 만성 퇴행성 질환은 무엇인가?
비만은 에너지 섭취와 소비의 불균형, 정신적 문제, 유전적인 원인 및 내분비장애 등으로 인한 체지방의 축적이 주된 원인으로 알려졌다. 이러한 비만은 당뇨, 고지혈증, 심혈관계질환 및 고혈압 등과 같은 만성 퇴행성 질환을 일으키는 것으로 알려졌다(1-3). 비만은 생리적으로 여러 인자가 관여하고 있다.
비만에 관여하는 생화학적 인자는?
비만은 생리적으로 여러 인자가 관여하고 있다. 생화학적 인자로는 triglyceride, high density lipoprotein(HDL), low density lipoprotein(LDL) 등이 있고 세포 내적 인자로는 fatty acid synthase(FAS), uncoupling protein-2(UCP-2), hormone-sensitive lipase (HSL) 등이 있다. 특히, UCP-2와 HSL은 세포 내 cAMP 농도와 관련되어 phosphodiesterase(PDE)와 protein kinase A(PKA) 활성화를 통해 조절 받는 것으로 알려졌다(4,5).
플라보노이드가 다이어트와 관련된 기작은?
; orange, grapefruit), flavonols(quercetin, kaempferol; onions, broccoli) 등을 포함하고 있다(7). 또한, 플라보노이드는 염증성 질환, 심혈관 질환, 뇌혈관 질환 등과 같은 질병 예방에 유익한 효능이 있는 것으로 밝혀져 있고, cAMP-PDE의 억제를 통해 lipolytic activity를 증가시켜 다이어트 급원으로 각광 받고 있다(8-10). 시네트롤(Sinetrol-XPur)은 red orange (Citrus sinensis L.
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