[논문]홍삼 사포닌 분획의 Nrf2 Keap1 신호전달체계 조절을 통한 지방축적 및 활성산소종 억제효과

김채영; 강보빈; 황지수; 최현선

doi:10.9721/kjfst.2018.50.6.688

홍삼 사포닌 분획의 Nrf2 Keap1 신호전달체계 조절을 통한 지방축적 및 활성산소종 억제효과
Red ginseng-derived saponin fraction inhibits lipid accumulation and reactive oxygen species production by activating nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2)/Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1) pathway 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.50 no.6, 2018년, pp.688 - 696

김채영 (고려대학교 보건과학대 의생명융합과학과) , 강보빈 (고려대학교 보건과학대 의생명융합과학과) , 황지수 (고려대학교 보건과학대 의생명융합과학과) , 최현선 (서울여자대학교 식품공학과)

초록
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본 연구에서는 홍삼 사포닌 분획(SF)으로부터 진세노사이드의 조성을 분석하고 지방세포의 분화 및 지방축적에 대한 효과를 측정하였다. SF는 지방분화인자인 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$의 단백질 양을 억제함으로써 지방분화 동안 효과적으로 지방축적을 억제하였으며 주로 지방분화 초기시점부터 지방분화 초기인자인 $C/EBP{\beta}$, KLF2의 조절작용을 통해 지방축적을 억제하는 것으로 관찰되었다. SF는 또한 지방분화 동안 생성되는 ROS의 생성을 효과적으로 억제하였는데 이는 SF가 산화방지 시스템인 Nrf2/Keap1 경로를 활성화하기 때문으로 판단되며 특히 Nrf2의 핵 내로의 진입을 활성화 함으로써 Nrf2의 타겟 산화방지 분자들인 HO-1, NQO1의 발현을 촉진하였다. 이는 지방분화 동안 SF의 지방축적 억제 효과가 Nrf2의 활성화와 밀접하게 관련이 있음을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to investigate the effects of red ginseng-derived saponin fraction (SF) on lipid accumulation, reactive oxygen species (ROS) production, and nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2)/Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1) signaling during adipocyte differentiation. SF effectively inhibited lipid accumulation, with the downregulation of adipogenic factors such as peroxisome proliferator-activated receptor gamma ($PPAR{\gamma}$) and CCAAT/enhancer-binding protein alpha ($C/EBP{\alpha}$). A high dose of SF decreased the protein levels of $PPAR{\gamma}$ and $C/EBP{\alpha}$ by over 90% compared to the control. SF-mediated downregulation of adipogenic factors was due to the regulation of early adipogenic factors including $C/EBP{\beta}$ and $Kr{\ddot{u}}ppel$-like Factor 2 (KLF2). In addition, SF ($200{\mu}g/mg$) decreased intracellular ROS generation by 40% during adipocyte differentiation. However, the SF significantly upregulated Nrf2 and its target proteins, hemoxygenase-1 (HO-1) and NADPH dehydrogenase quinone 1 (NQO1). Furthermore, SF ($200{\mu}g/mg$) promoted the nuclear translocation of Nrf2. The SF-mediated reduction of lipid accumulation was associated with the regulation of the Nrf2/Keap1 pathway.

주제어

표/그림 (9)

$Fig. 1. Effect of saponin fraction (SF) on viability of 3T3-L1 cells.$ 그림 Fig. 1. Effect of saponin fraction (SF) on viability of 3T3-L1 cells.
$Table 1. Ginsenoside composition from saponin fraction$ 표 Table 1. Ginsenoside composition from saponin fraction
$Fig. 2. Effect of saponin fraction (SF) on lipid accumulation during adipocyte differentiation.$ 그림 Fig. 2. Effect of saponin fraction (SF) on lipid accumulation during adipocyte differentiation.
$Fig. 3. Effect of saponin fraction (SF) on adipogenic stages.$ 그림 Fig. 3. Effect of saponin fraction (SF) on adipogenic stages.
$Fig. 4. Effect of saponin fraction (SF) on early adipogenic factors.$ 그림 Fig. 4. Effect of saponin fraction (SF) on early adipogenic factors.
$Fig. 5. Effect of saponin fraction (SF) on the production of ROS in 3T3-L1 cells.$ 그림 Fig. 5. Effect of saponin fraction (SF) on the production of ROS in 3T3-L1 cells.
$Fig. 6. Effect of saponin fraction (SF) on the protein expression level of Nrf2, Keap1, HO-1 and NQO1, and Nrf2 nuclear translocation in 3T3-L1 cells.$ 그림 Fig. 6. Effect of saponin fraction (SF) on the protein expression level of Nrf2, Keap1, HO-1 and NQO1, and Nrf2 nuclear translocation in 3T3-L1 cells.
$Table 2. Radical scavenging activity of saponin fraction$ 표 Table 2. Radical scavenging activity of saponin fraction
$Fig. 7. Effect of saponin fraction (SF) on the protein expression level of AKT, P-AKT in 3T3-L1 cells.$ 그림 Fig. 7. Effect of saponin fraction (SF) on the protein expression level of AKT, P-AKT in 3T3-L1 cells.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 홍삼 사포닌 분획(SF)으로부터 진세노사이드의 조성을 분석하고 지방세포의 분화 및 지방축적에 대한 효과를 측정하였다. SF는 지방분화인자인 PPARγ, C/EBPα의 단백질 양을 억제함으로써 지방분화 동안 효과적으로 지방축적을 억제하였으며 주로 지방분화 초기시점부터 지방분화 초기인자인 C/EBPβ, KLF2의 조절작용을 통해 지방축적을 억제하는 것으로 관찰되었다.
또한, 홍삼 유래 항비만에 대한 연구도 종종 보고되고 있지만 홍삼사포닌 분획의 지방분화 및 지방축적억제효과와 Nrf2/Keap1 신호전달체계와의 관계에 대한 연구는 미비하다. 본 연구에서는 홍삼 유래 사포닌 분획의 지방축적에 대한 효과가 ROS조절 및 Nrf2/Keap1 신호전달체계와 밀접한 관련이 있음을 보여준다.

제안 방법

조건의 배양기에서 배양하였다. 2일마다 배지를 교환하였고 PBS 용액과 0.05% 트립신-EDTA를 사용하여 세포를 계대하였다. 이들 세포를 6 well plate에 균등하게 분주하였고, 100% confluent로부터 2-3일 후 10% FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신, DMEM에 분화 칵테일용액(1 μM DEX, 0.
ABTS 라디칼(ABTS+)을 형성시키기 위해, 7 mM ABTS와 2.45 mM 과황산포타슘 용액을 혼합하여 하루 동안 실온, 암소 조건에서 방치시켰다. 734 nm에서 흡광도 값이 0.
다이메틸설폭사이드(dimethylsulfoixde, DMSO)를 주입하여 세포막이 파괴되게 하였고, 세포 내 ROS에 의해서 생성된 DCF 포마잔을 형관판 판독기(excitation 485 nm, emission 535 nm) (Spectra Max M3, Molecular Devices)를 이용해 측정하였다. NBT 방법에서는 SF 또는 vehicle와 함께 6일 동안 분화된 3T3-L1 세포를 PBS로 2회 세척하고 0.2% NBT 용액을 주입하여 CO₂ 배양기에서 90분간 반응시켜 ROS 생산의 지표인 검푸른 포마잔의 생성량을 확인하였다. 생성된 검푸른 포마잔은 이미지J 프로그램을 이용해 정량화 하였다.
SF의 진세노사이드(ginsenoside) 조성은 Imtakt Cadenza CD-C18 칼럼(4.6 mm×75 mm, 3 μm, Portland, OR, USA)이 장착된 HPLC 시스템(Agilent Technologies 1260 Infinity, Santa Clara, CA, USA)을 사용하여 분석하였다.
1% Tween20)로 세척한 후 2차 항체를 실온에서 2시간 동안 반응시켰다. TBST로 세척한 후 단백질 검출은 LAS imaging software (Fuji, New York, NY, USA)를 사용하여 화학발광으로 확인하였고. 또한, 각 그룹 별 단백질양은 이미지 J 프로그램을 이용해 정량하였다.
희석된 DPPH 용액 100 μL와 농도 별로 희석시킨 SF 100 μL를 30분간 암소에서 반응시킨 뒤 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 농도별 라디칼 제거능 곡선을 구한 뒤 50%를 제거하는 농도(IC₅₀)를 산출하였다. 대조군으로는 카테킨(Sigma-Aldrich Co.
DCFH-DA 방법에서는 4일 또는 6 일 동안 SF 또는 vehicle 처리와 함께 분화시킨 3T3-L1에 DCFH-DA(20 µM)를 처리한 뒤 30분간 반응시킨다. 다이메틸설폭사이드(dimethylsulfoixde, DMSO)를 주입하여 세포막이 파괴되게 하였고, 세포 내 ROS에 의해서 생성된 DCF 포마잔을 형관판 판독기(excitation 485 nm, emission 535 nm) (Spectra Max M3, Molecular Devices)를 이용해 측정하였다. NBT 방법에서는 SF 또는 vehicle와 함께 6일 동안 분화된 3T3-L1 세포를 PBS로 2회 세척하고 0.
Nrf2는 전사인자로서 핵 내로 들어가 ROS 생산에 영향을 미치는 유전자들의 발현을 조절하는 것으로 알려져 있기 때문에 Nrf2의 핵내로의 진입이 중요하다(Taguchi 등, 2011). 따라서 Nrf2의 핵 내로의 진입에 대한 SF의 효과를 측정하기 위해 세포 추출물을 핵 분획과 세포질 분획으로 분리하여 Nrf2의 양을 측정하였다(Fig. 6C와 D). 분화된 지방세포에서는 대부분의 Nrf2가 핵 내 보다는 세포질에 존재하는 것으로 관찰되었고 SF을 처리함에 따라 핵 내 존재하는 Nrf2의 양이 증가하여 높은 농도의 SF (200 μg/mL)을 처리할 때 대조군에 비해 Nrf2의 양이 3배 가량 증가하였다(Fig.
Nrf2의 핵 내로의 이동증가는 Nrf2/Keap1 신호전달 체계가 활성화 됨을 의미하며 몇몇 연구들에서 Nrf2가 상위 신호전달 시스템에 의해 인산화 되어 핵 내 진입이 이루어짐을 보고 하였다(Chen 등, 2012; Wang 등, 2008). 따라서 SF가 Nrf2의 상위 신호전달 체계를 활성화시키는지를 알아보기 위해 AKT에 대한 SF의 활성을 분석하였다(Fig. 7). SF는 AKT의 인산화를 약간 억제함으로써 오히려 그 활성을 감소시키는 것으로 관찰되었다(Fig.
따라서 이후 실험은 세포독성이 관찰되지 않은 50, 100, 200 μg/mg의 농도에서 진행되었다.
TBST로 세척한 후 단백질 검출은 LAS imaging software (Fuji, New York, NY, USA)를 사용하여 화학발광으로 확인하였고. 또한, 각 그룹 별 단백질양은 이미지 J 프로그램을 이용해 정량하였다.
SF를 포함한 배양액을 2일 마다 교체하며 6일간 배양시켰다. 배양액을 제거한 뒤 MTT 시약(0.5 mg/mL)이 포함된 serum이 없는 배양액으로 1시간 동안 배양기에서 반응시킨 후 생성된 MTT 포마잔을 DMSO에 녹여, 마이크로플레이트 판독기(Spectra Max M3, Molecular Devices, Sunnylvale, CA, USA)의 550 nm에서 흡광도를 측정하였다.
분화는 6일 동안 진행되었으며 분화시작 2일 째 부터 이틀 동안 인슐린(1.67 μM)과 10% FBS를 함유한 DMEM으로 교환해 주었고, 그 이후부터는 10% FBS를 함유한 DMEM으로 2일마다 교환해 주었다.
6 mm×75 mm, 3 μm, Portland, OR, USA)이 장착된 HPLC 시스템(Agilent Technologies 1260 Infinity, Santa Clara, CA, USA)을 사용하여 분석하였다. 샘플은 UV 검출기를 사용하여 203nm에서 측정되었으며, 이동상으로 용매 A (10% acetonitrile)와 용매 B (90% acetonitrile)를 사용하여 진세노사이드를 40에서 농도기울기로 분리하였다. 용매(A/B) 비율은 초기 0-3 min에 95/5, 20 min에 90/10, 50 min에 75/25 그리고 60 min에 95/5가 최종 비율이었다.
그러나 SF의 라디칼 제거 작용을 측정한 결과, 홍삼 사포닌분획은 직접적인 ROS 제거보다는 다른 간접적인 방법으로 세포 내 ROS를 조절하는 것으로 판단된다. 세포 내 ROS를 조절하는 대표적인 시스템으로 Nrf2/Keap1 신호전달체계를 꼽을 수 있으며(Taguchi 등, 2011), 이 신호전달체계에 대한 SF의 효과를 측정하였다. Nrf2는 충분히 분화된 지방세포(대조군)에서는 분화되지 않은 군에 비해 그 수준이 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있으며 SF를 처리함에 따라 Nrf2 단백질의 세포 내 발현 수준이 증가하였다(Fig.
세포질 분획을 위해, 세포 용해물을 120×g, 4℃에서 5분간 원심분리한 후 얻은 상층액을 10000×g, 4℃에서 15분간 원심분리하고 생성된 상층액을 세포질 분획으로 사용하였다.
3차 증류수로 세척한 뒤 Oil red O 용액을 첨가하여 24시간 동안 지방구 염색을 진행하였다. 염색 후 증류수로 세포를 세척하고 지방구의 세포 내 축적을 카메라가 장착된 현미경(Leica DM2500, Wetzlar, Germany)을 이용하여 관찰하고 사진촬영을 통해 SF가 지방세포 분화에 미치는 영향을 관찰하였다. 이미지J 프로그램(NIH, MD, USA)을 이용해 염색된 지방을 정량하였다.
이들 세포를 6 well plate에 균등하게 분주하였고, 100% confluent로부터 2-3일 후 10% FBS, 1% 페니실린-스트렙토마이신, DMEM에 분화 칵테일용액(1 μM DEX, 0.5 mM IBMX, 1.67 μM insulin)을 혼합하여 분화를 유도하였다.
염색 후 증류수로 세포를 세척하고 지방구의 세포 내 축적을 카메라가 장착된 현미경(Leica DM2500, Wetzlar, Germany)을 이용하여 관찰하고 사진촬영을 통해 SF가 지방세포 분화에 미치는 영향을 관찰하였다. 이미지J 프로그램(NIH, MD, USA)을 이용해 염색된 지방을 정량하였다.
지방세포에 대한 SF의 세포독성 평가는 싸이아졸릴블루 테트라졸륨 브로민화물(MTT)를 이용하여 측정하였다. 3T3-L1 세포를 96-well plate에 각각 1×10⁴ cells/well을 분주한 뒤, 24시간 동안 배양시켰다.

대상 데이터

진세노사이드 표준물질은 Embo 실험실(Daejeon, Korea)에서 구입하였다. 3T3-L1 전지방세포는 American Type Cultured Collection (ATCC, Rockville, MD, USA)에서 분주 받아 실험하였다. Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)은 Welgene(WelGENE, Daegu, Korea)에서 구입하였고, 소의 혈청(bovine serum)과 인슐린(insulin)은 Gibco (Gaithersburg, MD, USA)에서 구입하였다.
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)은 Welgene(WelGENE, Daegu, Korea)에서 구입하였고, 소의 혈청(bovine serum)과 인슐린(insulin)은 Gibco (Gaithersburg, MD, USA)에서 구입하였다.
Data are expressed as means±SE. Experiments were performed in three replicates.
Nrf2, HO-1 항체는 Santa Cruz Biotechnology, Inc. (Santa Cruz, CA, USA), 그 외 PPARγ, C/EBPα, C/EBPβ, FABP4, KLF2, GAPDH 등의 항체는 Cell Signaling (Danvers, MA, USA)사로부터 구입하였다.
(Santa Cruz, CA, USA), 그 외 PPARγ, C/EBPα, C/EBPβ, FABP4, KLF2, GAPDH 등의 항체는 Cell Signaling (Danvers, MA, USA)사로부터 구입하였다. 그 외의 모든 시약 및 용매는 Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였으며 일급 또는 특급 이상의 등급을 사용하였다.
각 농도별 라디칼 제거능 곡선을 구한 뒤 50%를 제거하는 농도(IC₅₀)를 산출하였다. 대조군으로는 카테킨(Sigma-Aldrich Co., MO, USA)을 농도별로 사용하였다. 라디칼 제거능은 다음 식에 의해 산출하였다.
마우스 유래 전지방세포(3T3-L1 preadipocyte)는 소혈청(BS, 10%)과 페니실린-스트렙토마이신(1%), L-글루타민(584 mg/L), 피루브산소듐(110 mg/L)를 함유한 DMEM을 배지로 37℃, 5% CO₂ 조건의 배양기에서 배양하였다. 2일마다 배지를 교환하였고 PBS 용액과 0.
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)은 Welgene(WelGENE, Daegu, Korea)에서 구입하였고, 소의 혈청(bovine serum)과 인슐린(insulin)은 Gibco (Gaithersburg, MD, USA)에서 구입하였다. 소태아혈청(fetal bovine serum), 항생제(penicillin와 streptomycin), phosphate-buffered saline (PBS)은 Hyclone (Logan, UT, USA)에서 구입하였다. 싸이아졸릴블루 테트라졸륨 브로민화물(thiazolyl blue tetrazolium bromide, MTT), 다이메틸설폭사이드(DMSO), 덱사메타손(dexamethasone, DEX), 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), Oil red O 시약은 Sigma-Aldrich Co.
소태아혈청(fetal bovine serum), 항생제(penicillin와 streptomycin), phosphate-buffered saline (PBS)은 Hyclone (Logan, UT, USA)에서 구입하였다. 싸이아졸릴블루 테트라졸륨 브로민화물(thiazolyl blue tetrazolium bromide, MTT), 다이메틸설폭사이드(DMSO), 덱사메타손(dexamethasone, DEX), 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), Oil red O 시약은 Sigma-Aldrich Co. (St. Louis,MO, USA)에서 구입하였다. Nrf2, HO-1 항체는 Santa Cruz Biotechnology, Inc.
홍삼에서 유래하는 사포닌 분획(SF)은 고려인삼학회로부터 얻었다. 진세노사이드 표준물질은 Embo 실험실(Daejeon, Korea)에서 구입하였다. 3T3-L1 전지방세포는 American Type Cultured Collection (ATCC, Rockville, MD, USA)에서 분주 받아 실험하였다.

데이터처리

모든 실험 결과는 SPSS (Statistical Package for the Social Science, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 프로그램을 이용하여 통계분석 하였다. 모든 측정항목의 결과는 평균±표준편차로 표시하였다.
모든 측정항목의 결과는 평균±표준편차로 표시하였다.
유의성 분석은 one-way ANOVA 검정을 실시하였으며, Duncan’s multiple range test로 유의성은 p<0.05 수준에서 검정하였다.

이론/모형

분화 과정에 따른 지방세포 내 ROS의 생성양을 측정하고자 디클로로플루오로레신 디아세테이트(dichlorofluorescin diacetate, DCFH-DA)와 나이트로 블루 테트라졸륨(nitro blue tetrazolium, NBT) 방법을 이용하였다. DCFH-DA 방법에서는 4일 또는 6 일 동안 SF 또는 vehicle 처리와 함께 분화시킨 3T3-L1에 DCFH-DA(20 µM)를 처리한 뒤 30분간 반응시킨다.

성능/효과

200 μg/mL의 SF를 처리할 때 지방에 대한 Oil red O의 염색이 55.5% 감소하였다(Fig. 2B와 C) 이러한 SF의 지방축적 억제효과는 지방분화인자들인 PPARγ, C/EBPα와 이들의 타겟 인자인 FABP4의 단백질의 발현이 감소되는 것과 일치하였다(Fig. 2B).
SF는 지방분화인자인 PPARγ, C/EBPα의 단백질 양을 억제함으로써 지방분화 동안 효과적으로 지방축적을 억제하였으며 주로 지방분화 초기시점부터 지방분화 초기인자인 C/EBPβ, KLF2의 조절작용을 통해 지방축적을 억제하는 것으로 관찰되었다.
SF에 의한 세포 내 ROS의 감소가 직접적인 ROS의 제거 때문인지 아니면 세포 내 ROS생성 관련 메커니즘 기구의 조절효과 때문인지 알기 위해 SF가 ABTS와 DPPH라디칼에 대해 어느 정도의 제거작용이 있는지 알아본 결과(Table 2), ABTS와 DPPH라디칼에 대한 제거작용을 나타내는 IC50값이 각각 1053.6±96, 2835.4±175 μg/mL으로 대조군인 카테킨보다 훨씬 높은 값을 나타내어 카테킨보다 직접적 라디칼 제거 작용은 크지 않은 것으로 관찰되었다.
최근 한 논문은 Rb1이 비만 쥐의 뇌에서 leptin에 대한 민감성을 향상시킴을 보고하였다(Wu 등, 2018). SF에는 Rb1이외에도 다양한 진세노사이드가 포함되어 있기 때문에 본 연구에서 보이는 지방축적억제효과와 라디칼 제거능 및 Nrf2 신호전달체계조절능력은 주로 Rb1에 의해서 이루어진다고 볼 수 없으며 다양하게 조성되어 있는 사포닌들의 조합에 의한 효과일 가능성이 큰 것으로 판단된다. 따라서 최적화된 사포닌의 조합을 발굴하는 작업이 추후에 이루어 져야 할 것이다.
SF의 사포닌 조성을 HPLC로 분석한 결과 전체 진세노사이드 총량은 추출물 mg당 523.26 μg (Table 1)으로 50% 이상이 진세노사이드로 구성되어 있음을 알 수 있고 그 중 가장 많은 함량을 차지하는 진세노사이드는 Rb1으로 135.31 μg/mg이었다.
SF의 지방축적억제효과와 ROS 조절효과가 확인됨에 따라 SF에 의한 세포 내 ROS의 조절작용이 지방축적억제효과와 밀접한 관련이 있는 것으로 판단되었다. 그러나 SF의 라디칼 제거 작용을 측정한 결과, 홍삼 사포닌분획은 직접적인 ROS 제거보다는 다른 간접적인 방법으로 세포 내 ROS를 조절하는 것으로 판단된다.
홍삼 및 인삼의 사포닌 성분 중에서 특히 Rg3는 지방분화 중 지방분화인자들 뿐만 아니라(Zhang 등, 2017) 글리세롤 3인산 수소 제거효소(glycerol-3-phosphate dehydrogenase)의 활성과 FABP4의 mRNA의 발현을 억제하는 것이 보고되었으며(Lee 등, 2011), Rg2도 지방분화관련 유전자들의 발현을 조절하는 것으로 알려져 있다(Liu 등, 2018). 따라서 홍삼사포닌 중 특정사포닌 성분이 아니라 다양한 사포닌성분들이 효과를 발휘하는 것으로 판단되며 특히, 추출물 및 분획에서는 이러한 다양한 사포닌들의 조합에 의해 지방축적억제 효과가 발휘되는 것으로 판단된다.
또한 Nrf2의 타겟 단백질인 hemoxygenase-1 (HO-1)와 NADPH dehydrogenase 1 (NQO1)의 양도 SF에 의해 농도의존적으로 증가하였으며 200 μg/mL의 농도에서 HO-1와 NQO1 단백질 양이 대조군에 비해 각각 3.3배, 1.8배 증가하였다(Fig. 6A와 B).
본 연구에서 이들 초기인자들의 단백질 발현양에 대한 SF의 효과를 측정해 본 결과 C/EBPβ는 억제되었고(90%), KLF2의 단백질은 증가(~30%)되는 것이 관찰되었다(Fig. 4).
또한 비만 및 비만 관련 질병들에서 ROS에 의한 산화스트레스가 항진되어 있는 것으로 알려지고 있다(Furukawa 등, 2017). 본 연구에서는 지방분화 시 생성되는 ROS의 생성에 대한 SF의 효과를 DCFH-DA법(Fig. 5A)과 NBT법(Fig. 5B)을 통해 측정하였으며 SF가 효과적으로 지방분화 동안 생성되는 ROS의 생성을 억제하는 것으로 관찰되었다(Fig. 5). 온전히 분화된 대조군에 비해 ROS의 한 형태인 과산화수소를 처리하였을 때 오히려 지방의 축적이 15~20% 가량 증가하였다(Fig.
3에 나타내었다. 분화 초기에만 SF를 처리한 군에서 분화기간 종료 후 축적된 지방의 양이 대조군에 비해 55%의 감소효과를 보였고 전체 분화시기를 모두 처리한 군에서는 76%의 감소효과를 보였다(Fig. 3C). 하지만 분화 후기에만 처리한 군에서는 단지 10%정도의 감소효과를 보임으로써 SF는 주로 지방 분화 초기에 관여하여 지방분화를 억제하는 것으로 관찰되었다(Fig.
분화된 지방세포에서는 대부분의 Nrf2가 핵 내 보다는 세포질에 존재하는 것으로 관찰되었고 SF을 처리함에 따라 핵 내 존재하는 Nrf2의 양이 증가하여 높은 농도의 SF (200 μg/mL)을 처리할 때 대조군에 비해 Nrf2의 양이 3배 가량 증가하였다(Fig. 6D).
이 결과는 SF가 초기 지방분화인자인 C/EBPβ는 억제하고 초기 항지방분화인자인 KLF2는 활성화시키는 조절 작용을 통해서 전체적인 분화 및 지방축적을 억제하는 것으로 판단되었다.
7). 이러한 결과는 SF가 AKT의활성을 통해서 Nrf2/Keap1 신호전달 경로를 활성화 시키는 것이 아니라 SF가 직접 Nrf2 시스템을 활성화 시키거나 AKT 이외의 다른 신호전달 시스템을 통해서 Nrf2의활성화를 이룰 가능성이 있음을 보여준다. 따라서 Nrf2의 상위 신호전달 시스템 또는 직접적인 SF와 Nrf2의 관계에 대해서는 추후 연구가 필요 할 것으로 판단된다.
처리한 SF의 농도 200 μg/mg까지는 지방세포에 유의적인 독성 및 생장저해 효과를 보이지 않은 반면 400 μg/mg 이상의 처리시에는 지방세포에 대해 독성을 보이기 시작하는 것으로 관찰되었다.

후속연구

이러한 결과는 SF가 AKT의활성을 통해서 Nrf2/Keap1 신호전달 경로를 활성화 시키는 것이 아니라 SF가 직접 Nrf2 시스템을 활성화 시키거나 AKT 이외의 다른 신호전달 시스템을 통해서 Nrf2의활성화를 이룰 가능성이 있음을 보여준다. 따라서 Nrf2의 상위 신호전달 시스템 또는 직접적인 SF와 Nrf2의 관계에 대해서는 추후 연구가 필요 할 것으로 판단된다. 많은 연구들에서 HO-1는 ROS의 생성을 억제함으로써 산화스트레스를 감소시키는 것으로 보고되고 있어(Tang 등, 2014; Zhong 등, 2013) SF에 의한 ROS 조절이 지방축적 억제효과의 유력한 메커니즘으로 판단된다.
SF에는 Rb1이외에도 다양한 진세노사이드가 포함되어 있기 때문에 본 연구에서 보이는 지방축적억제효과와 라디칼 제거능 및 Nrf2 신호전달체계조절능력은 주로 Rb1에 의해서 이루어진다고 볼 수 없으며 다양하게 조성되어 있는 사포닌들의 조합에 의한 효과일 가능성이 큰 것으로 판단된다. 따라서 최적화된 사포닌의 조합을 발굴하는 작업이 추후에 이루어 져야 할 것이다.
특히 설포라판은 Nrf2와 타겟단백질인 NQO1을 활성화함으로써 지방축적을 억제하는 것이 필요하다. 특히 Nrf2에 대해 특이성이 상대적으로 좋은 siRNA를 사용하여 검증하는 것이 바람직하다고 할 수 있으며, 이는 다른 신호전달체계에 대한 분석과 함께 추후 확인 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인삼의 정의?	인삼은 두릅나뭇과(Araliaceae), 인삼속(Panax) 다년생 식물의 뿌리를 말하며 민간 또는 한방 약초로 오랫동안 이용되어왔고 여러 종류의 인삼 중에서 한국의 인삼(Panax ginseng C. A.
	지방분화 기간 동안 지방의 축적이 동반하는 ROS의 생성 특징?	지방분화 기간 동안 지방의 축적은 과도한 ROS의 생성이 동반되는 것으로 알려져 있으며(Furukawa 등, 2017; Lee 등, 2009). 이러한 ROS의 생성은 지방분화의 초기에 세포의 클론 확장 유사분열(mitotic clonal expansion)을 가속화함으로써 분화를 촉진하는 것으로 보고되고 있다(Lee 등, 2009). 또한 비만 및 비만 관련 질병들에서 ROS에 의한 산화스트레스가 항진되어 있는 것으로 알려지고 있다(Furukawa 등, 2017).
	홍삼의 효과?	특히 높은 온도와 증기의 가공과정을 거친 인삼을 홍삼이라 하며 이때 진세노사이드의 조성과 함량이 가공 전보다 더 우수한 것으로 알려져 있다(Nam, 2005). 홍삼은 세포와 동물실험에서 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 보고되고 있는데 면역시스템을 활성화하며, 심혈관질환을 예방하고, 중추신경계를 보호하는 기능은 물론 항암, 항당뇨, 산화방지 등의 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다(Keum 등, 2000; Kim 등, 2004; Kim 등, 2012; Konno와 Hikino, 1987; Yoon과 Joo, 1993). 이러한 홍삼의 생리활성들은 주로 홍삼에서 유래하는 사포닌 성분에 의한 것으로 보고되고 있다(Attele 등, 1995).

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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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