[논문]산화스트레스에 의해 유도된 C2C12 근세포 손상과, 신경절제에 의해 근감소가 유도된 C57BL/6 마우스에서 열처리 사균체 엔테로코커스 패칼리스 EF-2001의 효과

장상진; 이명헌; 김완중; 채유리; 이와사 마사히로; 한권일; 김완재; 김택중

doi:10.5352/jls.2019.29.2.215

산화스트레스에 의해 유도된 C2C12 근세포 손상과, 신경절제에 의해 근감소가 유도된 C57BL/6 마우스에서 열처리 사균체 엔테로코커스 패칼리스 EF-2001의 효과
Effect of Heat-Killed Enterococcus faecalis, EF-2001 on C2C12 Myoblast Damage Induced by Oxidative Stress and Muscle Volume Decreased by Sciatic Denervation in C57BL/6 Mice 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.29 no.2 = no.226, 2019년, pp.215 - 222

장상진 (연세대학교 생명과학기술학부) , 이명헌 (연세대학교 생명과학기술학부) , 김완중 (연세대학교 생명과학기술학부) , 채유리 (연세대학교 생명과학기술학부) , 이와사 마사히로 (연세대학교 생명과학기술학부) , 한권일 (연세대학교 생명과학기술학부) , 김완재 (주식회사 한국베름 연구개발센터) , 김택중 (연세대학교 생명과학기술학부)

초록
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노화, 상해, 유전병 및 산화 스트레스와 같은 다양한 원인으로 인해 근육 위축을 유발한다. 그 동안의 연구에 의하면 열처리 사균체 엔테로코커스 패칼리스(EF-2001)는 항알레르기, 항염증 및 항종양 효과를 보였다. 그러나 항산화 및 항근위축에 대한 효과는 잘 알려져 있지 않고 있다. 본 연구에서는 EF-2001이 근육 위축에 미치는 영향을 연구 하였다. 산화 스트레스에 의한 EF-2001의 세포손상 보호 효과를 확인하기 위해 C2C12 근섬유 아세포는 H2O2로 처리되어, 산화 스트레스를 유도하여 세포 손상을 유발하였다. 그러나 EF-2001 처리로 인해 근세포 손상이 감소됨을 확인 하였다. 우리는 산화스트레스에 의한 EF-2001의 근세포손상의 감소 효과에 대한 메커니즘을 확인하였다. EF-2001는 산화스트레스로 유도된 근세포내의 HSP70 및 SOD1 단백질의 발현을 감소시켰다. 또한, 근세포내에 Atrogin-1/MAFbx 및 MuRF1의 mRNA 수준은 산화 스트레스 조건 하에서 증가하였으나, EF-2001에 의해 감소하였다. 더나아가 근감소를 유도한 좌골신경 절제 모델동물을 통한 근육량을 확인하기 위해 마이크로 CT를 활용해 2차원과 3차원으로 분석하였다. 근육량은 좌골 신경 절제 후에 감소하였고, EF-2001의 경구 투여에 의해 근육량이 회복되었다. 본 결과는 열처리 사균체 엔테로코커스 패칼리스인 EF-2001이 노인들에게 자주 발생하는 근감소증의 예방 및 개선할 수 있는 기능성 식품으로 다양한 분야에서 유용하게 활용 될 수 있음을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Muscle dysfunction may arise from skeletal muscle atrophy caused by aging, injury, oxidative stress, and hereditary disease. Powdered heat-killed Enterococcus faecalis (EF-2001) has anti-allergy, anti-inflammatory, and anti-tumor effects. However, its antioxidant and anti-atrophy effects are poorly characterized. In this study, we examined the effects of EF-2001 on muscle atrophy. To determine the protective effect of EF-2001 on oxidative stress, C2C12 myoblasts were treated with $H_2O_2$ to induce oxidative stress. This induced cell damage, which was reduced by treatment with EF-2001. The mechanism of EF-2001's effect was examined in response to oxidative stress. Treatment with EF-2001 reversed the expression of HSP70 and SOD1 proteins. Also, mRNA levels of Atrogin-1/MAFbx and MuRF1 increased under oxidative stress conditions but decreased following EF-2001 treatment. To evaluate muscle volume, two and three dimensional models of the muscles were analyzed using micro-CT. As expected, muscle volume decreased after sciatic denervation and recovered after oral administration of EF-2001. Therefore, EF-2001 is a candidate for the treatment of muscular atrophy, and future discovery of the additional effects of EF-2001 may yield further applications as a functional food with useful activities in various fields.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Effects of Effect of EF-2001 on the viability of C2C12 myoblasts induced by oxidative stress.
그림 Fig. 2 Effect of EF-2001 on apoptosis in C2C12 myoblasts induced by oxidative stress.
그림 Fig. 3. Effect of EF-2001 on HSP70 and SOD1 protein expression in C2C12 myoblasts induced by oxidative stress.
그림 Fig. 4. Effect of EF-2001 on Atrogin-1/MAFbx and MuRF1 mRNA expression in C2C12 myoblasts induced by oxidative stress.
그림 Fig. 5. Effect of EF-2001 on muscle atrophy induced by sciatic denervation in C57BL/6 mice.
그림 Fig. 6. EF-2001 can restore muscle atrophy caused by oxidative stress in vitro and in vivo.

AI 본문요약
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제안 방법

Micro-Computed tomography (micro-CT) image data was obtained 14 days after denervation and before sacrifice (at 21 days after denervation) using a SkyScan 1076 micro-CT (Bruker, Germany) at a resolution of 30 μm, with the following parameters: 100 kV, 100 mA, 790 ms, and a rotation step of 1.2°.
Real-time polymerase chain reaction (Real-time PCR) analysis was performed by using SYBR Green 1, a LightCycler® 96 instrument (Roche, Basel, Switzerland), and the following primers: mouse Atrogin-1/ MAFbx sense 5'-CCATCCTCTTTCTTGCCCGT-3' and antisense 5'-ATCACTGTCCAACCTGGCTG-3'; mouse MuRF1 sense 5'-TGGGACAGATGAGGAGGAGG-3' and antisense 5'- TTTACCCTCTGTGGTCACGC-3'; and mouse GAPDH sense 5'-AGGTCGGTGTGAACGGATTTG-3' and antisense 5'-TGT AGACCATGTAGTTGAGGTCA-3'.
During rotation and scanning, all mice were under anesthesia. The beam-hardening errors were corrected to improve the quality of the images by flat-field correction before scanning and beam-hardening correction during reconstruction. To evaluate muscle volume, two-dimensional models and three-dimensional models of the muscles were generated by CT-Analyzer 1.
(A) Male C57BL/6 mice were used after acclimation to the environment. Three CT scans were performed: before the sciatic neurectomy, 7 days after atrophy induction, and before sacrifice (at 21 days). (B) Muscle volume in the mice was assessed by micro-CT at various time points before after sciatic denervation with and without EF-2001 treatment.

대상 데이터

After incubation, the C2C12 myoblasts were fixed with 4% para-formaldehyde in PBS at room temperature for 30 min. The washed C2C12 myoblasts were mounted with mounting medium containing DAPI. The cover glass containing the fixed cells was reversed and placed on a glass slide.

데이터처리

Multiple group data were analyzed using one-way analysis of variance followed by Dunnett’s multiple range tests.

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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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