[논문]폐경여성의 동물모델에서 비만개선에 대한 제니스테인의 농도 의존적인 영향

정선효

doi:10.12925/jkocs.2019.36.4.1153

폐경여성의 동물모델에서 비만개선에 대한 제니스테인의 농도 의존적인 영향
Dose-dependent effects of genistein on the improvement of obesity in a mouse model of postmenopausal women 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.36 no.4, 2019년, pp.1153 - 1163

초록
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폐경은 여성비만의 중요한 원인이다. 본 연구는 폐경여성의 동물모델인 난소절제 암컷 쥐에서 몸무게와 혈청 속 지질 성분의 조절에 대한 제니스테인의 농도 의존적 영향을 수영운동과 비교함으로써, 비만조절에 대한 제니스테인의 효과적인 농도를 조사하였다. 난소절제 암컷 쥐는 대조군, 수영 운동군, 제니스테인 농도별(0.005%, 0.05%, 0.1% wt/wt) 처리군으로 나누고, 모든 쥐는 고지방식 사료를 8주 동안 섭취하였다. 고지방식 사료를 섭취한 대조군에 비해 수영운동을 실시한 군과 제니스테인이 농도별로 처리된 군 모두 몸무게, 백색지방조직의 무게, 혈청 속 지질 성분 농도 및 간조직의 지질 성분 축적이 감소되었다. 이러한 몸무게, 백색지방조직의 무게, 혈청 속 지질 성분 농도 및 간조직의 지질 성분 축적에 대한 제니스테인의 감소효과는 제니스테인 처리농도에 의존적이었고 제니스테인 농도 0.1%에서 가장 효과적이었으며 1시간 수영운동을 실시한 경우와 유사한 효과를 나타내었다. 본 연구결과들은 난소가 절제된 암컷 쥐에서 적정농도의 제니스테인 처리는 비만개선에 대해 수영운동과 유사한 효과를 나타낸다는 것을 제시한다. 제니스테인 보충제 식이의 섭취는 페경기 여성의 비만예방에 도움을 줄 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

In women, obesity rises with menopause. By comparing the dose-dopendent effects of genistein on regulation of body weight and lipid levels with swimming exercise in female ovariectomized (OVX) mice, an animal model of postmenopausal women, the effective dose of genistein on obesity control was investigated. Ovariectomized female mice were divided into control group, swimming exercise group and genistein concentration (0.005%, 0.05%, 0.1% wt/wt) treatment group and all mice fed high-fat diet for 8 weeks. The three different genistein doses as well as swimming decreased body weight, white adipose tissue mass, plasma lipid levels and lipid accumulation in liver, compared with control OVX mice. These decrease effectiveness of genistein showed dose-dependent manner, and is most effective at 0.1% genistein concentration, and paralleled effects of swimming on body weight, white adipose tissue, plasma lipid levels and lipid accumulation in liver. This present findings indicate that optimal dose of genistein in feamle OVX mice have a similar effect to swimming exercise on improvement of obesity. Intake of dietary genistein supplements will help obesity prevention in postmenopausal women.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Effects of genistein and swimming on the body weight in high-fat diet-fed female ovariectomized mice.
그림 Fig. 2. Effects of genistein and swimming on the adipose tissue mass in high-fat diet-fed female ovariectomized mice.
그림 Fig. 3. Effects of genistein and swimming on serum lipid levels in high-fat diet-fed female ovariectomized mice.
그림 Fig. 4. Effects of genistein and swimming on morphological changes in hepatic lipid accumulation in high-fat diet-fed female ovariectomized mice.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구는 폐경기 비만여성의 동물모델에서 제니스테인을 농도별 처리하여 비만 개선에 대한 제니스테인의 농도 의존적 작용을 조사하였고, 항비만 작용이 있는 것으로 알려진 수영운동과 비교 분석하여 수영운동을 실시한 경우와 유사한 비만 개선 효과를 나타내는 제니스테인의 농도를 조사함으로써, 폐경기 여성의 비만조절에 대한 제니스테인의 실험적 기초자료를 마련하고자 하였다.

제안 방법

고지방식이를 한 난소절제 암컷 쥐에서 몸무게 조절에 대한 제니스테인의 가장 효과적인 농도를 찾기 위해, 제니스테인을 농도별로 처리하여 8주 동안 몸무게의 변화를 측정하였다(Fig. 1).
과도한 지방섭취로 발생된 과잉의 에너지는 지방조직뿐만 아니라 간조직 등 여러 조직으로 지방을 축적시켜 대사증후군을 유발시킨다. 따라서 본 연구는 고지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐에서 간조직의 지질 성분 축적(hepatic lipid accumulation) 조절에 대한 제니스테인의 가장 효과적인 농도를 찾기 위해 제니스테인을 농도별 처리하여 수영운동을 실시한 결과와 비교·분석하 였다(Fig. 4).
에너지 불균형으로 인한 과잉의 에너지는 지방 조직에 축적되어 지방조직의 무게를 증가시킴으 로써 몸무게가 증가되고 비만을 유발하게 된다. 따라서 본 연구는 지방조직무게의 조절에 대한 제니스테인의 가장 효과적인 농도를 찾기 위해, 8주 동안의 실험 후 지방조직의 무게를 측정하였다(Fig. 2).

대상 데이터

모든 실험에서 7주령의 wild-type 암컷 쥐 (C57BL/6J mice)를 ㈜대한바이오링크 (Chungbuk, Korea)로부터 구입하여 사용하였으며, 항균 상태에서 12h light/darkness cycle 조건 하에서 먹이와 물을 충분히 주면서 사육하였다.
실험에 사용된 모든 암컷 쥐는 난소절제수술 1 주 후 실험에 사용하였으며, 실험기간 8주 동안 고지방식이 사료(High fat diet: 45% kcal fat, Reseatch Diets, New Brunswick, NJ)를 섭취하였다. 난소 절제 암컷 쥐는 무작위로 5그룹 즉, 고지방식이만 한 대조군 그룹(O/H), 고지방식이 에 수영운동을 실시한 그룹(O/H/S) 및 제니스테인을 농도별(0.
실험에 사용된 사료는 45 kcal%의 지방이 함유된 고지방식이 사료이며 Research diets사(New Brunswick, NJ, USA)의 D12451을 사용하였다. 제니스테인은 Aladdin사(City of Industry, CA, USA)로부터 구입하여 총 칼로리의 45%가 지방인 고지방식이 사료에 농도별로 첨가하여 사용하였다(0.
실험에 사용된 사료는 45 kcal%의 지방이 함유된 고지방식이 사료이며 Research diets사(New Brunswick, NJ, USA)의 D12451을 사용하였다. 제니스테인은 Aladdin사(City of Industry, CA, USA)로부터 구입하여 총 칼로리의 45%가 지방인 고지방식이 사료에 농도별로 첨가하여 사용하였다(0.005%, 0.05%, 0.1% wt/wt).

데이터처리

Paraffin section (5 ㎛)은 탈수와 세척과정을 실시한 후, hematoxyin 과 eosin으로 염색하였다. 염색한 조직은 현미경 하에서 관찰하였고 Image Analysis System (Image pro-plus, MD, USA)을 이용하여 형태학적 변화를 분석하였다.
모든 값은 mean ± standard deviation (SD) 으로 표시하였다. 통계분석은 SigmaPlot 2001 (SPSS, Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 unpaired Student’s t-test에 의해 그룹 간 통계적 으로 유의한 차이를 분석하였다. 유의수준은 p<0.

이론/모형

혈청 속의 지질 성분 농도는 녹십자 의료재단 (Green Cross Laboratories, Gyeonggi-do, Korea)에 의뢰하여 분석하였다.

성능/효과

8주 동안의 실험 후, 수영운동을 실시한 쥐와 제니스테인이 처리된 쥐의 혈청 속 총 콜레스테롤과 중성지방은 O/H 쥐에 비해 통계적으로 유의하게 감소되었다(p<0.05).
2). O/H/S 쥐와 제니스테인이 농도별 처리된 쥐(O/H/G1, O/H/G2 및 O/H/G3)의 총 지방조직무게, 백색 내장지방조직무게 및 피하 백색지방조직무게는 O/H 쥐에 비해 통계적으로 유 의하게 감소되었다(p<0.05). 또한 총 지방조직무게, 백색 내장지방조직무게 및 피하 백색지방조직 무게는 제니스테인의 처리농도에 의존적으로 감소되었고 0.
결론적으로 본 연구는 제니스테인이 고지방식 이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐에서 몸무게, 지방 무게, 혈중 지질 성분 및 간조직에서의 지질 축적을 제니스테인의 처리농도에 의존적으로 감소 시켰다. 그리고 이러한 제니스테인의 비만 개선 효과는 0.
그러나 8주 동안의 실험 후, 그룹 간 8주째 몸무게를 비교 분석한 결과, O/H/S 쥐는 O/H 쥐에 비해 23.7% 감소되었고, 제니스테인이 처리된 고지방식이를 섭취한 3 그룹 쥐, 즉 O/H/G1, O/H/G2, O/H/G3는 O/H 쥐에 비해 각각 10.3%, 14.9% 및 21.8%씩 감소되었다. 그리고 고지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 마우스의 몸무게는 제니스테인의 처리농도에 의존적으로 감소되었으며, 0.
그룹 간 8주째 간조직의 지질 성분 축적을 비교 분석한 결과, O/H/S 쥐는 O/H 쥐에 비해 간 조직의 지질성분 축적이 감소되었고, 제니스테인이 처리된 고지방식이를 섭취한 3그룹 쥐, 즉 O/H/G1, O/H/G2 및 O/H/G3도 O/H 쥐에 비해 간조직의 지질 성분 축적이 감소되었다. 특히 0.
7% 감소되었다. 그리고 O/H/G1, O/H/G2 및 O/H/G3 쥐의 혈청 속 총 콜레스테롤은 O/H 쥐에 비해 각각 16.9%, 22.3% 및 27.4% 씩 감소되었고, 0.1% 제니스테인 처리 시에 가장 효과적으로 감소되었다(p<0.05). O/H/G3 쥐의 총 콜레스테롤(114.
8%씩 감소되었다. 그리고 고지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 마우스의 몸무게는 제니스테인의 처리농도에 의존적으로 감소되었으며, 0.1% 제니스테인(O/H/G3)이 처리되었을 때 가장 효과적으로 감소되었다.
결론적으로 본 연구는 제니스테인이 고지방식 이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐에서 몸무게, 지방 무게, 혈중 지질 성분 및 간조직에서의 지질 축적을 제니스테인의 처리농도에 의존적으로 감소 시켰다. 그리고 이러한 제니스테인의 비만 개선 효과는 0.1% 제니스테인 처리농도에서 가장 효과적이었으며 1시간 수영운동을 실시한 경우와 유사한 수준의 비만 개선 효과를 나타내었다.
실험에 사용된 모든 암컷 쥐는 난소절제수술 1 주 후 실험에 사용하였으며, 실험기간 8주 동안 고지방식이 사료(High fat diet: 45% kcal fat, Reseatch Diets, New Brunswick, NJ)를 섭취하였다. 난소 절제 암컷 쥐는 무작위로 5그룹 즉, 고지방식이만 한 대조군 그룹(O/H), 고지방식이 에 수영운동을 실시한 그룹(O/H/S) 및 제니스테인을 농도별(0.005%, 0.05%, 0.1% wt/wt)로 고지방식이 사료에 섞어서 섭취한 그룹으로써 0.005% 제니스테인 그룹(O/H/G1), 0.05% 제니 스테인 그룹(O/H/G2), 그리고 0.1% 제니스테인 그룹(O/H/G3)으로 분류하였다. 모든 연구에 사용된 쥐의 수는 각 그룹 당 8마리이다 (n=8/group).
따라서 본 연구결과는 제니스테인이 고지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐에서 지방무게를 제니스테인의 처리농도에 의존적으로 감소시키는 효과가 있으며, 특히 0.1% 제니스테인 처리에 의 한 백색 내장지방무게 감소효과는 1시간 수영운동의 감소효과와 유사하다는 것을 보여줌으로써 0.1% 제니스테인이 복부비만 개선에 효과적임을 시사하고 있다.
따라서 본 연구는 고지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐에서 비만 개선에 대한 제니스테인의 농도 의존적 효과를 수영운동과 비교 분석하여, 폐경여성의 동물모델에서 비만조절에 대한 수영운동의 작용과 유사한 효과를 나타내는 제니스테인의 적정농도를 발견하였다는 것에 의의가 크다고 할 수 있다. 또한 본 연구는 고지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐를 사용한 비만조절에 대한 제니스테인의 작용에 관한 연구를 위해 실험적 기본자료를 제공함으로써, 향후 보다 많은 연구들의 선행연구로 기반이 될것이며 폐경기 여성의 비만 예방과 치료에 크게 기여 할 것으로 사료된다.
따라서 여러 보고된 연구결과들에 의해 제니스테인은 난소가 절제된 암컷 쥐에서 지질 이화작용의 촉진뿐만 아니라 지질생성과 지방세포생성의 억제에 관여함으로써 몸무게와 지방무게를 감소시키고 혈중 지질 성분을 개선시키는 것으로 사료된다.
본 연구결과에 의하면 폐경기 비만여성의 동물 모델에서 난소절제로 증가된 몸무게와 지방조직 무게는 0.1% 제니스테인 처리에 의해 1시간 수영운동을 실시한 경우와 유사한 수준으로 감소되 었다. 이러한 본 연구결과는 제니스테인이 폐경여성의 비만조절에 효과적이며 적정농도의 제니스 테인 섭취만으로도 유산소 운동과 유사한 수준으로의 비만개선 효과가 있다는 것을 제시하고 있다.
본 연구는 고지방식이를 한 난소절제 암컷 쥐에서 제니스테인이 몸무게, 지방무게, 혈중 지질 성분 및 간조직에서의 지질 축적을 제니스테인의 처리농도에 의존적으로 감소시켰고, 특히 제니스테인의 이러한 비만개선 효과는 0.1% 제니스테인 처리농도에서 가장 효과적이었으며 1시간 수영운동을 실시한 경우와 유사한 수준의 비만개선 효과를 나타내었다.
1% 제니스테인 처리에 의해 1시간 수영운동을 실시한 경우와 유사한 수준으로 감소되 었다. 이러한 본 연구결과는 제니스테인이 폐경여성의 비만조절에 효과적이며 적정농도의 제니스 테인 섭취만으로도 유산소 운동과 유사한 수준으로의 비만개선 효과가 있다는 것을 제시하고 있다. 또한 본 연구는 운동으로 비만치료에 어려움이 있는 폐경기 여성의 비만조절에 대한 제니스 테인의 실험적 기초자료를 제공한다는 것에 본 연구의 의의가 있다고 볼 수 있으며, 비만조절에 대한 제니스테인의 효과를 1시간 수영운동의 효과와 비교하였다는 것이 의미있는 연구결과로 여겨진다.

후속연구

따라서 본 연구는 고지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐에서 비만 개선에 대한 제니스테인의 농도 의존적 효과를 수영운동과 비교 분석하여, 폐경여성의 동물모델에서 비만조절에 대한 수영운동의 작용과 유사한 효과를 나타내는 제니스테인의 적정농도를 발견하였다는 것에 의의가 크다고 할 수 있다. 또한 본 연구는 고지방식이를 섭취한 난소절제 암컷 쥐를 사용한 비만조절에 대한 제니스테인의 작용에 관한 연구를 위해 실험적 기본자료를 제공함으로써, 향후 보다 많은 연구들의 선행연구로 기반이 될것이며 폐경기 여성의 비만 예방과 치료에 크게 기여 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	폐경여성의 동물모델인 난소절제 암컷 쥐에서 몸무게와 혈청 속 지질 성분의 조절에 대한 제니스테인의 농도 의존적 영향을 수영운동과 비교함으로써, 비만조절에 대한 제니스테인의 효과적인 농도를 조사한 연구 결과는?	1%에서 가장 효과적이었으며 1시간 수영운동을 실시한 경우와 유사한 효과를 나타내었다. 본 연구결과들은 난소가 절제된 암컷 쥐에서 적정농도의 제니스테인 처리는 비만개선에 대해 수영운동과 유사한 효과를 나타낸다는 것을 제시한다. 제니스테인 보충제 식이의 섭취는 페경기 여성의 비만예방에 도움을 줄 것이다.
	폐경의 특징은?	폐경은 여성비만의 중요한 원인이다. 본 연구는 폐경여성의 동물모델인 난소절제 암컷 쥐에서 몸무게와 혈청 속 지질 성분의 조절에 대한 제니스테인의 농도 의존적 영향을 수영운동과 비교함으로써, 비만조절에 대한 제니스테인의 효과적인 농도를 조사하였다.
	비만의 원인은?	비만은 유전적인 요인, 호르몬의 불균형 및 잘못된 식사행동, 운동부족 등의 환경적인 요인에 의해 발생된다. 특히 갱년기 여성의 경우, 난소기능의 저하로 여성 성호르몬인 에스트로겐 (estrogen)의 생성과 분비가 저하되는 폐경현상은 폐경기 여성의 몸무게 증가와 체지방량 증가로 인한 비만 발생의 중요한 요인으로 작용한다[1].

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M. Heim, O. Frank, G. Kampmann, N. Sochocky, T. Pennimpede, P. Fuchs, W. Hunziker, P. Weber, I. Martin, I. Bendik, "The phytoestrogen genistein enhances osteogenesis and represses adipogenic differentiation of human primary bone marrow stromal cells", Endocrinology, Vol.145, No.2 pp. 848-859, (2004).

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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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