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겹삼잎국화 에탄올 추출물의 지방세포 분화 억제 효과
Inhibitory Effect of the Ethanol Extract of Rudbeckia laciniata var. hortensis Bailey on Adipocyte Differentiation in 3T3-L1 Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.29 no.10, 2019년, pp.1152 - 1158  

남건희 (한남대학교 생명나노대학 생명시스템과학과) ,  위지향 (신안산대학교 식품생명과학과) ,  김상용 (신안산대학교 식품생명과학과) ,  백지영 ((주)파마진) ,  김영민 (한남대학교 생명나노대학 생명시스템과학과)

초록
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겹삼잎국화는 한국에서 복통, 위염에 민간요법으로 사용되는 약초로 알려져있다. 하지만, 겹삼잎국화를 민간요법으로 사용되고 있으나 이 약초에 대한 연구는 거의 수행되어지지 않았다. 본 연구에서는 겹삼잎국화의 의학적 효과를 증명하기 위해 항비만 관련 연구를 수행하였다. 70% 에탄올을 이용한 겹삼잎국화 추출물의 항 비만 효과에 대한 연구를 위해 3T3-L1 지방전구세포를 사용하였으며, 지방전구세포가 지방세포로 성숙하는 것을 방지하고 이에 관련된 단백질 인자의 발현을 확인하기 위해 Oil Red O 염색법과 웨스턴 블롯, PCR을 통한 mRNA 분석이 수행되었다. DM (인슐린 칵테일)을 처리하여 지방전구세포의 성숙을 유도한 후, 겹삼잎국화 에탄올 추출물을 처리한 결과, $100{\mu}g/ml$ 농도에서 지방세포 분화 억제 효과와 세포 내 트리글리세리드(TG)의 수준이 현저하게 감소한 것을 확인하였다. 또한, 지방전구세포의 성숙에 관여하는 여러가지 단백질 등의 인자 발현율 또한 확인하였다. 겹삼잎국화 에탄올 추출물로 인해 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$, LPL, FAS와 같은 지방 세포의 성숙을 유도하는 인자가 조절되었으며, Acetyl-CoA carboxylase, AMP-activated protein kinase (AMPK) 등과 같은 단백질의 발현도 억제하여 분자적 기전 또한 규명하였다. 결론적으로, 겹삼잎국화 에탄올 추출물은 지방전구세포의 활성에 영향을 끼치지 않으며 지방세포로의 성숙을 유도하는 인자 및 단백질의 발현을 선택적으로 조절하여 항 비만 효과를 갖는 것으로 확인되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Rudbeckia laciniata var. hortensis Bailey is used in home remedy for colic and gastritis in South Korea. Although Rudbeckia laciniata var. hortensis Bailey is used extensively for home remedies, no single study on its efficacy exists. In this study, we investigated the anti-obesity effects of Rudbec...

주제어

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문제 정의

  • 식용이 가능한 겹삼잎국화는 국내는 물론 해외에서도 연 구된 바가 없다. 나고야 의정서의 발효 등에 따른 국내 자생 중인 식물 자원에 대한 관심이 높아지고있는 추세에 따라, 아직 잘 알려지지않은 국내 자생 식물인 겹삼잎국화에 대해서 연구하고자 한다.
  • 본 연구에서는 겹삼잎국화의 70% 에탄올 추출물이 지방세포분화 및 지방 축적에 미치는 영향을 분석해 봄으로써 겹삼잎국화 에탄올 추출물의 산업적 이용 가능성 및 가치를 검토 해보고자 한다.
  • 선행연구에서 3T3-L1세포를 지방세포로 분화시키는 과정에서 분화 억제 소재를 처리하고 oil red O 염색을 통해 중성지방의 축적량을 시각화함으로써 지방세포분화 억제함을 보고 하였으며[11], 본 실험에서는 겹삼잎국화 70% ethanol 추출물 이 3T3-L1 세포의 분화 및 지방축적 형성을 얼마나 저해할 수 있는지 확인하기 위하여 Oil Red O 염색을 실시하였다. 지방세포전구물질(preadipocyte)에서 지방세포로 분화가 완 료된 control 그룹과 지방세포에 겹삼잎국화 추출물을 세포 독성이 나타나지 않는 범위 이내에서 농도별로 처리한 결과 (Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
겹삼잎국화(Rudbeckia laciniata var. hortensis Bailey)란? 겹삼잎국화(Rudbeckia laciniata var. hortensis Bailey)는 국화과의 원추천인국속의 여러해살이풀로 북아메리카가 원산이지만 우리나라의 산기슭의 풀밭이나 강가에 자라는 식물로 번식력이 아주 강한 특징을 가지고 있다. 보통 7~9월에 꽃이 피고 줄기와 가지 끝에 노란색의 두상화가 달리는데 꽃이 삼잎국화를 닮았고 겹으로 핀다고 하여 겹삼잎국화라고 불린다[9].
지방세포의 체내기능은 무엇인가? 비정상적인 지방세포의 크기와 숫자로 지방세포는 지방축적의 직접적인 원인이며, 비만 뿐만 아니라 염증, 당뇨 등 만성대사 질환에 영향을 미친다[3, 5, 7, 21]. 지방세포의 체내기능은 에너지 항상성 유지 및 지질대사에 중요한 역할을 하고, 지방전구세포인 3T3- L1은 여러 호르몬과 다양한 전사인자들에 의해 지방세포로 분화되면서 세포 내 지방을 축적한다. 이러한 지방세포 형성(adipogenesis) 과정에 관여하는 중요한 인자로 peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ)와 CCAAT-enhancer-binding protein α (C/EBPα)가 있다[6].
겹삼잎국화(Rudbeckia laciniata var. hortensis Bailey)는 언제 꽃이 피는가? hortensis Bailey)는 국화과의 원추천인국속의 여러해살이풀로 북아메리카가 원산이지만 우리나라의 산기슭의 풀밭이나 강가에 자라는 식물로 번식력이 아주 강한 특징을 가지고 있다. 보통 7~9월에 꽃이 피고 줄기와 가지 끝에 노란색의 두상화가 달리는데 꽃이 삼잎국화를 닮았고 겹으로 핀다고 하여 겹삼잎국화라고 불린다[9]. 식용이 가능한 겹삼잎국화는 국내는 물론 해외에서도 연구된 바가 없다.
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참고문헌 (22)

  1. Ali, A. T., Hochfeld, W. E., Myburgh, R. and Pepper, M. S. 2013. Adipocyte and adipogenesis. Eur. J. Cell. Biol. 92, 229-236. 

  2. Chu, C. S., Rhim, T. J., Kim, D. H. and Kwon, K. R. 2008. The effects of hot pepper extract and capsaicin on adipocyte metabolism. J. Pharmacopuncture 11, 149-162. 

  3. Flier, J. S. and Maratos-Flier, E. 1998. Obesity and the hypothalamus: novel peptides for new pathways. Cell 92, 437-440. 

  4. Friedman, J. M. 2000. Obesity in the new millennium. Nature 404, 632. 

  5. Gesta, S., Tseng, Y. H. and Kahn, C. R. 2007. Developmental origin of fat: tracking obesity to its source. Cell 131, 242-256. 

  6. Goodwin, P. J. and Stambolic, V. 2015. Impact of the obesity epidemic on cancer. Annu. Rev. Med. 66, 281-296. 

  7. Gregoire F. M., Smas C. M. and Sul H. S. Under standing adipocyte differentiation. Physiol. Rev. 78, 783-809. 

  8. Green, H. and Kehinde, O. 1976. Spontaneous heritable changes leading to increased adipose conversion in 3T3 cells. Cell 7, 105-113. 

  9. Grulke, N. E., Neufeld, H. S., Davison, A. W., Roberts, M. and Chappelka, A. H. 2007. Stomatal behavior of ozonesensitive and­insensitive coneflowers (Rudbeckia laciniata var. digitata) in Great Smoky Mountains National Park. New. Phytol. 173, 100-109. 

  10. Green, L. M., Reade, J. L. and Ware, C. F. 1984. Rapid colormetric assay for cell viability: application to the quantitation of cytotoxic and growth inhibitory lymphokines. J. Immunol. Methods 70, 257-268. 

  11. Jang, M. J., Yang, J. H. and Kim, E. J. 2018. Protein Arginine Methyltransferase 5 (PRMT5) Regulates Adipogenesis of 3T3L-1 Cells. J. Life Sci. 28, 765-771. 

  12. Kim, J., Park, J. and Jun, W. 2014. Anti-obesity effect of ethyl acetate fraction from 50% ethanol extract of fermented Curcuma longa L. in 3T3-L1 cells. Prev. Nutr. Food. Sci. 43, 1681-1687. 

  13. Kim, J. B. and Park, J. Y. 2002. Molecular insights into fat cell differentiation and functional roles of adipocytokines. Endocrinol. Metab. 17, 1-9. 

  14. Ko, J. H., Kwon, H. S., Yoon, J. M., Yoo, J. S., Jang, H. S., Kim, J. Y. and Kang, J. H. 2015. Effects of Polygonatum sibiricum rhizome ethanol extract in high-fat diet-fed mice. Pharm. Biol. 53, 563-570. 

  15. Kwon, D. H., Choi, Y. H., Kim, B. W. and Hwang, H. J. 2019. Effects of Ethanol Extract of Sargassum horneri on Adipocyte Differentiation and Adipogenesis in 3T3-L1 Preadipocytes. J. Life Sci. 29, 209-214. 

  16. Liu, F., Kim, J. K., Li, Y., Liu, X. Q., Li, J. and Chen, X. 2001. An extract of Lagerstroemia speciosa L. has insulin-like glucose uptake-stimulatory and adipocyte differentiation-inhibitory activities in 3T3-L1 cells. J. Clin. Nutr. Food. Sci. 131, 2242-2247. 

  17. Livak, K. J. and Schmittgen, T. D. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2- ${\Delta}{\Delta}CT$ method. Methods 25, 402-408. 

  18. Park, S. J., Lee, I. S., Lee, S. P. and Yu, M. H. 2013. Inhibition of adipocyte differentiation and adipogenesis by supercritical fluid extracts and marc from Cinnamomum verum. J. Life Sci. 23, 510-517. 

  19. Rosen, E. D., Hsu, C. H., Wang, X., Sakai, S., Freeman, M. W., Gonzalez, F. J. and Spiegelman, B. M. 2002. $C/EBP{\alpha}$ induces adipogenesis through $PPAR{\gamma}$ : a unified pathway. Genes. Dev. 16, 22-26. 

  20. Rosen, E. D. and MacDougald, O. A. 2006. Adipocyte differentiation from the inside out. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 7, 885. 

  21. Song, M. Y., Bose, S. and Kim, H. J. 2013. Effect of probiotics- fermented Samjunghwan on differentiation in 3T3- L1 preadipocytes. Prev. Nutr. Food. Sci. 42, 1-7. 

  22. Wang, N. D., Finegold, M. J., Bradley, A., Ou, C. N., Abdelsayed, S. V., Wilde, M. D. and Darlington, G. J. 1995. Impaired energy homeostasis in C/EBP alpha knockout mice. Science 269, 1108-1112. 

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