[논문]괭생이모자반 에탄올 추출물이 3T3-L1 지방전구세포의 분화 및 adipogenesis에 미치는 영향

권다혜; 최영현; 김병우; 황혜진

doi:10.5352/jls.2019.29.2.209

괭생이모자반 에탄올 추출물이 3T3-L1 지방전구세포의 분화 및 adipogenesis에 미치는 영향
Effects of Ethanol Extract of Sargassum horneri on Adipocyte Differentiation and Adipogenesis in 3T3-L1 Preadipocytes 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.29 no.2 = no.226, 2019년, pp.209 - 214

권다혜 (동의대학교 항노화 연구소) , 최영현 (동의대학교 항노화 연구소) , 김병우 (블루바이오 소재개발 및 실용화지원센터) , 황혜진 (블루바이오 소재개발 및 실용화지원센터)

초록
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본 연구에서는 괭생이모자반 에탄올 추출물의 항비만 효과에 대해 알아보고자 3T3-L1 preadipocyte에서 Oil Red O staining과 triglyceride content, adipogenesis의 발현에 대해 조사하였다. MTT assay를 통해 괭생이모자반 에탄올 추출물의 세포 독성을 확인 해 본 결과 $200{\sim}1,000{\mu}g/ml$ 농도에서 90% 이상의 세포 생존율을 확인 할 수 있었다. 또한 insulin, dexamethasone과 IBMX 복합물을 처리하여 분화를 유도하였을 때는 분화유도제를 처리하지 않은 군에 비해 활발하게 지방구를 형성하였으나, 괭생이모자반 에탄올 추출물을 250, 500, $1,000{\mu}g/ml$ 농도로 처리하였을 때는 농도 의존적으로 지방구 형성을 억제하였다. 이를 정량하여 triglyceride content (%)로 나타낸 결과 농도별로 13%, 16%, 23% 억제 효과를 나타내었다. 또한 Western blot assay를 통해 adipogenic transcription factor의 발현양상을 비교해 본 결과, 분화유도제 처리에 의해 $C/EBP{\alpha}$, $C/EBP{\beta}$와 $PPAR{\gamma}$의 발현이 증가하였으나, 괭생이모자반 에탄올 추출물을 처리하였을 때는 이러한 전사인자들의 발현이 농도 의존적으로 감소됨을 확인 할 수 있었다. 이상의 결과를 통해 괭생이모자반 에탄올 추출물은 adipogenic transcription factor의 발현을 조절하여 지방세포의 분화를 억제하였으며, 지방구와 triglyceride 생성을 감소시켜 최종적으로 비만억제 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Sargassum horneri (Turner) C. Agardh is a marine brown algae widely distributed in the North Pacific Ocean. It is known for its anti-inflammatory and anti-atopic effects. In this study, we determined the effects of ethanol extract of Sargassum horneri (Turner) C. Agardh (EESH) on anti-obesity activities in 3T3-L1 preadipocytes. Our results indicated that treatment with EESH decreased the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes in a dose-dependent manner, as confirmed by a decrease in lipid droplet content observed by oil red O staining. The concentrations of cellular triglycerides were also reduced in 3T3-L1 cells after treatment with EESH. Triglyceride content was inhibited by 13%, 16%, and 23% after treatment with 250, 500, and $1,000{\mu}g/ml$ of EESH in 3T3-L1 cells, respectively. Western blotting analysis showed that EESH suppressed adipogenic transcription factor expression in a dose dependent manner. Specifically, it suppressed cytidine-cytidine-adinosine-adenosine-thymidine (CCAAT) /enhancer binding proteins $(C/EBP){\alpha}$, $C/EBP{\beta}$ and peroxisome proliferator-activated receptor $(PPAR){\gamma}$. This indicated that EESH could control the expression of adipogenic transcription factors and inhibit the differentiation of adipocytes. Taken together, these findings demonstrated that EESH showed anti-obesity effects and could have potential uses in the field of nutraceuticals.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Effects of EESH on the cell viability in 3T3-L1 preadipocytes.
그림 Fig. 2. Effects of EESH on the phase contrast microscopic morphological changes of differentiated 3T3-L1 preadipocyte.
그림 Fig. 3. Effects of EESH on the lipid droplet accumulation inhibition of differentiated 3T3-L1 preadipocyte.
그림 Fig. 4. Effects of EESH on the levels of adipogenic transcription factors protein expression by Western blot analysis in differentiated 3T3-L1 preadipocyte.

AI 본문요약
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문제 정의

현재 아토피 억제 효과[13], 항염증효과[10], 중금속 흡착 효과[17]에 대해 보고가 되어 있으며, 스크리닝 실험을 통해 항산화[8, 11], 지방세포 생성 억제 효과[11], 암세포 증식 억제 효과[5], 항 혈액 응고 효과[12] 등이 보고되어 있다. 그러나 그 기전에 대한 연구는 미비한 실정이므로 본 연구에서는 3T3-L1 preadipocyte에서 Oil red O staining, triglyceride content와 adipogenesis의 발현에 대해 측정함으로써 괭생이모자반 에탄올 추출물의 항비만 효과에 대해 알아보고, 기능성 소재로서의 활용 가능성에 대해 검증해보고자 하였다.

제안 방법

3T3-L1 preadipocyte에서 EESH가 지방세포 분화 억제에 효과가 있는지 확인하기 위해 Oil Red O staining을 실시하였으며, 이를 정량하여 triglyceride content (%)로 나타내었다. 분화가 완료되면 배지를 제거하고, 1XPBS로 세척 한 다음 3.
3T3-L1 지방전구세포에서 EESH가 지방세포 분화 억제에 미치는 영향을 확인하기 위해 Oil Red O 시약으로 분화 시 나타나는 lipid droplet을 염색하였으며, 위상차 현미경으로 관찰하여 나타내었다. Fig.
3T3-L1 지방전구세포에서 EESH의 세포독성 유무를 확인하고, 실험에 사용할 농도를 결정하기 위해 MTT assay를 실시하였다. 200~1,000 μg/ml 농도까지 EESH를 처리한 후 72시간 뒤에 세포 독성을 분석한 결과 800 μg/ml까지의 농도에서는 control보다 더 높은 세포 생존율을 보였다(Fig.

대상 데이터

본 연구에 사용된 70% 괭생이모자반 에탄올 추출물(Ethanol Extract of Sargassum horneri, EESH)은 제주유용생물자원 추출물은행(Jeju Bio-Resource Extract Bank, Jeju, Korea)에서 구입하여 사용하였다.
본 연구에서 사용된 물질은 괭생이모자반(Sargassum horneri (Turner) C. Agardh)으로 생물학적으로 식물계 갈조식물문 갈조강 모자반목 모자반과로 분류되고, 북태평양 서안에 주로 분포하고 있으며 조간대 하부에서 자란다.
실험에 사용된 3T3-L1 preadipocyte (Mouse embryonic fibroblast cell)는 한국 세포주은행에서 분양받았으며, 90% Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)에 10% Bovine Calf Serum (BCS)과 1% Penicillin-Streptomycin solution을 혼합한 배지를 사용하여 37℃, 5% CO₂조건에서 48시간 배양하였다.

데이터처리

D)로 나타내었다. 각 실험 결과에 대한 유의성은 Student's t-test와 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.05 수준에서 검증하였다.
모든 실험 결과는 Statistical Package for the Social Sciences(SPSS) 통계 프로그램을 이용하여 평균(mean)±표준편차(S.D)로 나타내었다. 각 실험 결과에 대한 유의성은 Student's t-test와 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.

이론/모형

EESH가 adipogenic transcription factor의 발현에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 western blot assay를 실시하였다. 분화가 완료된 세포들을 harvest 한 후, lysis buffer를 첨가하여 4℃에서 1시간 반응 시켰으며, 14,000 rpm에서 30분 원심 분리하여 상층액에 있는 단백질을 분리하였다.
EESH의 지방세포 분화억제에 대한 효과가 adipogenic transcription factor의 발현에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 Western blot assay를 실시하였으며(Fig. 4A), 이를 정량하여 비율로 나타내었다(Fig.

성능/효과

또한 이를 정량하여 triglyceride content (%)로 나타낸 결과(Fig. 3), EESH 처리가 분화유도제만 처리한 대조군에 비해 250, 500, 1,000 μg/ml 농도에서 13%, 16%, 23%의 triglyceride 생성 억제 효과를 확인 할 수 있었다. 이는 Kim [9]의 연구에서 바위수염 메탄올 추출물이 100, 300, 500 μg/ml 농도에서 triglyceride contents가 35%, 42%, 76% 억제하는 효과에 비해 낮은 수준으로 관찰되었다.
4B). MDI를 처리하여 분화를 유도하였을 때, adipogenic transcription factor인 C/EBPα, C/EBPβ, PPARγ의 발현이 증가하였으나, EESH를 250, 500, 1,000 μg/ml 농도로 처리하였을 때는 농도 의존적으로 전사인자들의 발현이 감소됨을 확인 할 수 있었다. 3T3-L1 전지방세포가 지방 세포로 분화되는 과정에서 초기분화는 C/EBPβ와 C/EBPδ를 중심으로 조절되고, 후기분화는 PPARγ와 C/EBPα를 중심으로 조절된다.
9% 에탄올 추출물 1 mg/ml가 MDI 처리한 군에 비해 12% 감소한 보고에 비해 높은 수준으로 관찰되었다. 따라서 EESH는 Oil Red O staining과 triglyceride content를 통해 3T3-L1 지방전구세포에서 지방세포로 분화되는 과정을 억제하는데 효과가 있음을 알 수 있었다.
이러한 결과들을 통해 괭생이모자반 에탄올 추출물은 adipogenic transcription factor의 발현을 억제하여 지방세포의 분화를 억제하였으며, 지방구 형성과 triglycerde의 생성을 감소하여 항비만 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지방전구세포의 분화 단계는?	지방전구세포의 분화는 confluence, hormonal induction,mitotic clonal expanssion, growth arrest, terminal differentiation의 5단계로 이루어진다. 이때 adipogenic transcription factor가 관여하게 되어 분화단계를 조절하게 된다[6].
	지방전구세포의 분화 단계를 조절하는 인자는?	지방전구세포의 분화는 confluence, hormonal induction,mitotic clonal expanssion, growth arrest, terminal differentiation의 5단계로 이루어진다. 이때 adipogenic transcription factor가 관여하게 되어 분화단계를 조절하게 된다[6]. 세포분열 물질과 insulin, dexamethasone, 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX)와 같은 hormonal cocktail 등의 자극에 의해 분화가 시작되면 다양한 인자들에 의해 CCAAT/enhancer binding proteins (C/EBP) β와 C/EBPδ의 발현이 증가되게 된다[2, 22].
	비만이란?	비만은 에너지 섭취와 소비의 불균형으로 체내에 지방이 과다하게 축적되어 생긴 대사성 질환으로, 이는 고혈압, 고지혈증, 동맥경화 등 각종 대사성 질환들을 유발시킬 수 있기 때문에 그 위험성이 많이 강조되고 있다[7, 14]. 유전적, 환경적 요인도 비만의 원인으로 작용되지만, 식습관, 생활습관 등이 가장 큰 원인으로써 작용된다[18, 19].

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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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