3T3-L1 지방세포에 대한 와송 디클로로메탄 추출물의 지질 대사 개선에 관한 연구 The Lipid Efflux Effects of Dichloromethane Extract from Orostachys japonicus in 3T3-L1 Adipocyte Cells원문보기
본 연구는 와송 유기용매 추출물중 DCM층을 이용하여 지방세포로 유도된 3T3-L1세포에 대한 지질대사 개선효과를 확인하는 연구이다. 세포독성을 확인하기 위하여 MTS-assay를 이용하여 6가지 분획의 와송 유기용매 추출물(EtOH, Hexane, DCM, EToAc, BuOH, H2O)에 대한 독성검사를 실시하여 세포에 대한 안정성을 확인하였다. 그 결과 DCM추출물이 전 농도에 걸쳐 안정성이 있음을 확인하고, 지질대사 개선효과를 확인하기 위하여 DCM층을 사용하였다. 우선 지질대사 개선효과를 확인하기 위하여 지질 배출능을 측정하였다. 지방세포로 유도된 3T3-L1세포에 대하여 DCM추출물을 처리한 후 oil-red O염색을 실시하여 지질 축적량을 평가한 결과 지질 배출능이 개선된 것을 확인할 수 있었다. 또한 지질 배출능 분석을 위하여 지질수송 단백질인 ABCA1, ABCG1의 mRNA발현을 real-time PCR로 확인한 결과 DCM추출물 처리 시 유의적인 발현 증가가 나타났음을 확인 하였다. 따라서 본 연구를 통하여 와송 DCM추출물이 3T3-L1 지방세포에 대하여 지질대사 개선효과가 있음을 확인하였다.
본 연구는 와송 유기용매 추출물중 DCM층을 이용하여 지방세포로 유도된 3T3-L1세포에 대한 지질대사 개선효과를 확인하는 연구이다. 세포독성을 확인하기 위하여 MTS-assay를 이용하여 6가지 분획의 와송 유기용매 추출물(EtOH, Hexane, DCM, EToAc, BuOH, H2O)에 대한 독성검사를 실시하여 세포에 대한 안정성을 확인하였다. 그 결과 DCM추출물이 전 농도에 걸쳐 안정성이 있음을 확인하고, 지질대사 개선효과를 확인하기 위하여 DCM층을 사용하였다. 우선 지질대사 개선효과를 확인하기 위하여 지질 배출능을 측정하였다. 지방세포로 유도된 3T3-L1세포에 대하여 DCM추출물을 처리한 후 oil-red O염색을 실시하여 지질 축적량을 평가한 결과 지질 배출능이 개선된 것을 확인할 수 있었다. 또한 지질 배출능 분석을 위하여 지질수송 단백질인 ABCA1, ABCG1의 mRNA발현을 real-time PCR로 확인한 결과 DCM추출물 처리 시 유의적인 발현 증가가 나타났음을 확인 하였다. 따라서 본 연구를 통하여 와송 DCM추출물이 3T3-L1 지방세포에 대하여 지질대사 개선효과가 있음을 확인하였다.
This study investigated the improved lipid metabolism effect of 3T3-L1 cells induced by adipocytes using the dichloromethane (DCM) fraction in the organic solvent extract of Wassong (Orostachys japonicus). To confirm the cell cytotoxicity, each of 6 fractions of organic solvent extracts (EtOH, Hexan...
This study investigated the improved lipid metabolism effect of 3T3-L1 cells induced by adipocytes using the dichloromethane (DCM) fraction in the organic solvent extract of Wassong (Orostachys japonicus). To confirm the cell cytotoxicity, each of 6 fractions of organic solvent extracts (EtOH, Hexane, DCM, EtOAc, BuOH, and H2O) was examined using MTS assay. As a result, it was confirmed that the DCM extract was stable over the whole range of concentrations, and a DCM fraction was used to confirm the improved lipid metabolism effect. Lipid excretion was measured to confirm the change of lipid metabolism. 3T3-L1 cells induced by adipocytes were treated with DCM extract and stained with oil-red O to evaluate lipid accumulation. As a result, it was confirmed that the lipid efflux was significantly improved. In order to confirm the mechanism of lipid efflux, the mRNA expressions of ABCA1 and ABCG1, which are lipid transport proteins, were confirmed by real-time PCR. Therefore, the present study confirmed that the DCM extract from Orostachys japonicus has the effect of improving the lipid metabolism on 3T3-L1 adipocytes. In addition, the results of this study will be used as the basis for the development of functional foods using Orostachys japonicus and also for conducting research on the detailed mechanisms.
This study investigated the improved lipid metabolism effect of 3T3-L1 cells induced by adipocytes using the dichloromethane (DCM) fraction in the organic solvent extract of Wassong (Orostachys japonicus). To confirm the cell cytotoxicity, each of 6 fractions of organic solvent extracts (EtOH, Hexane, DCM, EtOAc, BuOH, and H2O) was examined using MTS assay. As a result, it was confirmed that the DCM extract was stable over the whole range of concentrations, and a DCM fraction was used to confirm the improved lipid metabolism effect. Lipid excretion was measured to confirm the change of lipid metabolism. 3T3-L1 cells induced by adipocytes were treated with DCM extract and stained with oil-red O to evaluate lipid accumulation. As a result, it was confirmed that the lipid efflux was significantly improved. In order to confirm the mechanism of lipid efflux, the mRNA expressions of ABCA1 and ABCG1, which are lipid transport proteins, were confirmed by real-time PCR. Therefore, the present study confirmed that the DCM extract from Orostachys japonicus has the effect of improving the lipid metabolism on 3T3-L1 adipocytes. In addition, the results of this study will be used as the basis for the development of functional foods using Orostachys japonicus and also for conducting research on the detailed mechanisms.
따라서 본 실험에서는 지방세포로 유도된 3T3-L1세포에 디클로로메탄(dichloromethane, DCM)으로 추출한 와송 추출물을 처리하여, 전반적인 지질대사 개선 및 콜레스테롤 운반단백질인 ATP-binding cassette sub-family A member 1(ABCA1), ATP-binding cassette sub-family G member 1(ABCG1)의 mRNA활성을 측정하였다. 본 연구를 토대로 와송추출물을 활용한 지질대사 개선연구의 활성화와 이를 토대로 한기능성 식품개발에 보탬이 되고자 한다.
제안 방법
하지만 와송 추출물의 동물 모델을 이용한 비만개선효과에 대한 연구는 비교적 많이 이루어지는 반면, 비만의 주요원인인 감소된 지질대사의 개선효과에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 실험에서는 지방세포로 유도된 3T3-L1세포에 디클로로메탄(dichloromethane, DCM)으로 추출한 와송 추출물을 처리하여, 전반적인 지질대사 개선 및 콜레스테롤 운반단백질인 ATP-binding cassette sub-family A member 1(ABCA1), ATP-binding cassette sub-family G member 1(ABCG1)의 mRNA활성을 측정하였다. 본 연구를 토대로 와송추출물을 활용한 지질대사 개선연구의 활성화와 이를 토대로 한기능성 식품개발에 보탬이 되고자 한다.
대상 데이터
실험에 사용되어진 세포주는 전 지방세포(pre-adipocyte)인 3T3-L1 (Korean cell line bank, Seoul, Korea)을 구입하여 사용하였다. 배양을 위하여 사용된 배지는 RPMI1640 배지(Gibco, Grand Island, NY, USA)에 10% fetal bovine serum (Gibco), 1% penicillin streptomycin (Gibco)를 섞어서 배양에 사용하였다.
와송은 경상북도 김천시 감문면에 위치한 ‘김천와송’에서 건조된 건와송을 구입하여 분쇄하였다. 분쇄한 분말을 에탄올(EtOH)상에서 3시간동안 끓여서 EtOH 추출물을 획득 후, 회전감압 농축기를 이용하여 추출물의 농축이 이루어 졌다.
데이터처리
모든 실험은 3회 반복 측정되었으며, 실험 결과는 평균±표준오차를 구하여 정리하였고, 그룹 간 유의성은(P＜0.05) Student’st-test로 확인하였다.
이론/모형
분화된 지방세포에서 유기용매 추출물의 세포독성을 확인하기 위하여 MTS assay를 이용하였다. 96 well microplate에 5×104개의 세포를 지방세포로 분화시킨 후, 각각의 유기용매추출물을 0, 25, 50, 100, 200 μg/mL의 농도로 첨가하여 24시간 배양하였다.
세포의 지방축적량을 확인하기 위하여 oil-red O염색을 이용하여 세포내 지방축적을 측정하였다. 6 well plate에 3×105개의 3T3-L1세포를 배양하여 지방세포 분화 5일차에 농도 0,25, 50, 100 μg/mL의 농도로 와송 DCM 추출물을 처리하였다.
성능/효과
또한 ABCG1의 발현 또한 50 μg/mL에서는 의미있는 변화는 볼 수 없었으나 100 μg/mL에서는 유의있는 활성증가가 관찰되었다. 따라서 와송의 DCM추출물에 의하여 지질 수송단백질인 ABCA1과 ABCG1 단백질의 활성증가가 확인되었고 이를 통하여 실제 세포내 축적된 콜레스테롤형태의 지질들이 세포외로 배출되었음을 의미한다. 본 연구와 같은 방법으로 추출이 이루어진 와송의 DCM 메탄 추출물의 GC-MS분석 결과 추출물에서 campesterol (캠페스테롤)성분이 다량 함유 되어있음을 보고하였는데[24] 이 캠페스테롤은 주로 약용식물에 포함되어 있는 식물성 콜레스테롤 성분으로 체내 LDL의 농도를 낮춰주어 심혈관계 질환의 위험을 줄여준다는 보고가 있다[32].
후속연구에서는 단일성분 캠페스테롤을 이용하여 실제 해당성분이 ABCA1과 ABCA1활성에 의한 전반적지질대사 개선효과에 대한 연구가 필요할 것이다. 본 연구를 통하여 와송의 DCM 추출물의 지방세포로 유도된 3T3-L1세포에 대한 지질배출능 촉진효과가 확인되었다. 현대사회에 많은 사회적 문제와 경제적 문제를 야기하는 비만과 동맥경화, 고지혈증과 같은 지질대사 이상증에 본 연구결과가 도움이 되었으면 한다.
후속연구
현대사회에 많은 사회적 문제와 경제적 문제를 야기하는 비만과 동맥경화, 고지혈증과 같은 지질대사 이상증에 본 연구결과가 도움이 되었으면 한다. 또한 DCM외에 다른 유기용매 추출물도 지질대사 개선에 도움이 되는지 후속연구가 필요하다. 본 연구를 토대로 천연물을 이용한 지질대사 개선을 위한 많은 연구가 활성화되고 효과적인 해결방안이 나왔으면 한다.
본 연구와 같은 방법으로 추출이 이루어진 와송의 DCM 메탄 추출물의 GC-MS분석 결과 추출물에서 campesterol (캠페스테롤)성분이 다량 함유 되어있음을 보고하였는데[24] 이 캠페스테롤은 주로 약용식물에 포함되어 있는 식물성 콜레스테롤 성분으로 체내 LDL의 농도를 낮춰주어 심혈관계 질환의 위험을 줄여준다는 보고가 있다[32]. 후속연구에서는 단일성분 캠페스테롤을 이용하여 실제 해당성분이 ABCA1과 ABCA1활성에 의한 전반적지질대사 개선효과에 대한 연구가 필요할 것이다. 본 연구를 통하여 와송의 DCM 추출물의 지방세포로 유도된 3T3-L1세포에 대한 지질배출능 촉진효과가 확인되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
와송(Orostachys japonicus)은 무엇인가?
와송(Orostachys japonicus)은 바위솔, 작엽하초, 기와솔 등으로 불리는 돌나무과에 속하는 다년생 초본식물로 높은 암벽이나 기와지붕에서 서식한다[12]. 한국, 일본, 중국 등 동아시아에 널리 분포하고 있으며 flavonoid [13], fatty acid [14], phenolic [15], triterpenoid 및, sterol [16] 류와 같은 다양한 생리활성 물질을 포함하고 있고, 면역개선[17], 항산화[18, 19], 항균[20] 등의 기능을 가진다고 보고한다.
Orostachys japonicus에 존재하는 생리활성 물질에는 무엇이 있는가?
와송(Orostachys japonicus)은 바위솔, 작엽하초, 기와솔 등으로 불리는 돌나무과에 속하는 다년생 초본식물로 높은 암벽이나 기와지붕에서 서식한다[12]. 한국, 일본, 중국 등 동아시아에 널리 분포하고 있으며 flavonoid [13], fatty acid [14], phenolic [15], triterpenoid 및, sterol [16] 류와 같은 다양한 생리활성 물질을 포함하고 있고, 면역개선[17], 항산화[18, 19], 항균[20] 등의 기능을 가진다고 보고한다. 또한 최근의 연구에서는 와송을 이용한 항암기전과 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다[21, 22].
고지혈증은 어떻게 발병하는가?
심혈관계의 주요 원인인 고지혈증을 유발하는 환경적인 요인 중 가장 대표적인 요인은 고지방식이로 알려져 있고, 그중에서도 동물성 지방섭취로 인한 에너지의 과잉으로 비만과 고지혈증, 동맥경화가 발병할 가능성이 높아진다고 설명하고 있다[6]. 고지혈증은 저밀도 단백(low density lipoprotein, LDL) 과 중성지방(triglyceride, TG)농도의 상승, 그리고 고밀도 지단백(high density lipoprotein, HDL)의 감소, 지질 분해능력의 감소와 같은 지질이상과 함께 발병한다[7]. 고지혈증을 치료, 개선할 수 있는 치료약물이 많이 선보이고 있지만, 이러한 약물들은 심각한 체내 부작용을 일으키는 문제가 있어서 발병 후 치료하는 것보다는 발병 전에 예방하는 것이 중요하다고 여겨지고 있으며, 이런 예방법 중 하나로 천연물을 이용한 생체 내 대사기능 활성화 및 질병 예방을 할 수 있는 천연물 유래의 기능성식품에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다[8-10].
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