[논문]동애등에 유충 에탄올 추출물의 지방세포 분화 억제 효과

박지영; 곽규원; 최지연; 이시은; 김용순; 구본우; 김은선; 박관호; 김선영

doi:10.5352/jls.2021.31.12.1094

동애등에 유충 에탄올 추출물의 지방세포 분화 억제 효과
Ethanol Extract of Hermetia illucens Larvae Inhibits Adipogenesis in 3T3-L1 Adipocytes 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.31 no.12, 2021년, pp.1094 - 1099

박지영 (농촌진흥청 국립농업과학원 곤충양잠산업과) , 곽규원 (농촌진흥청 국립농업과학원 곤충양잠산업과) , 최지연 (동남의화학연구원) , 이시은 (동남의화학연구원) , 김용순 (농촌진흥청 국립농업과학원 곤충양잠산업과) , 구본우 (농촌진흥청 국립농업과학원 곤충양잠산업과) , 김은선 (농촌진흥청 국립농업과학원 곤충양잠산업과) , 박관호 (농촌진흥청 국립농업과학원 곤충양잠산업과) , 김선영 (농촌진흥청 국립농업과학원 곤충양잠산업과)

초록
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동애등에(Hermetia illucens)에 대한 몇 가지 약리적 효능이 보고된 바 있으나, 이 추출물의 항비만 및 작용기전에 대한 보고는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 지방세포로 분화시키는 과정에 동애등에 유충 에탄올 추출물을 첨가하여 분화 억제를 통한 항비만 효과를 확인하고자 하였다. 지방세포 분화에서 나타나는 중성지방의 양을 Oil red O 염색을 통하여 지방 축적 정도를 측정하였고, 지방세포의 분화와 지방 합성에 관련된 인자들의 발현량을 western blot을 통해 확인하였다. 동애등에 추출물에 의해 지방세포의 지방구 형성은 유의한 수준으로 억제되었다. 또한, 지방세포의 분화에 관여하는 전사인자인 peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ)와 CCAAT enhancer-binding protein α (C/EBPα)의 단백질 발현은 400 ㎍/ml 동애등에 추출물에 의해 현저하게 감소되었다. 이에 본 연구결과를 토대로 동애등에 추출물은 지방세포 분화 및 지방 축적 억제를 통한 항비만 소재로 활용하기에 적합할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Hermetia illucens (Black soldier fly) is attracting attention as an environmental purification insect because it can supply a wide range of by-products of the agricultural food industry. Also, it has a potential feed for fish, birds, and pets due to a short life cycle and excellent nutritional components. Several pharmacological effects, including antimicrobial, of H. illucens have been reported. However, no study has focused on antiobesity effects of ethanol extract of H. illucens. In this study, we aimed to assess the anti-obesity effects of ethanol extract of H. illucens larvae (HIE) through inhibition of differentiation of 3T3-L1 preadipocytes into adipocytes. The amount of lipid accumulated in adipocytes was measured by oil red-O staining, and the inhibitory effect on adipogenesis was confirmed. The expression levels of factors related to adipocyte differentiation and fat synthesis were determined using Western blot analysis. Lipid droplet formation in adipocytes was remarkably inhibited by HIE. In addition, treatment with 400 ㎍/ml of HIE significantly reduced the expression levels of peroxisome proliferator-activated receptor γ and CCAAT/enhancer-binding protein α-transcription factors involved in adipocyte differentiation. Therefore, the results of this study indicate that HIE is a potential anti-obesity agent because it inhibits adipocyte differentiation.

주제어

표/그림 (3)

그림 Fig. 1. Effect of Hermetia illucens ethanol extract (HIE) on viability in 3T3-L1 cells. Cells were treated with various concentration of HIE. Cell viability was determined by MTT assay. Values are expressed mean ± SD (n=3). T-test, *, p<0.05, **, p<0.01
그림 Fig. 2. Effect of Hermetia illucens ethanol extract (HIE) on lipid droplet accumulation of 3T3-L1 adipocytes. (A) Lipid droplets were stained by Oil Red O solution and photographed at 100x magnification. The negative control (-) are preadipocytes and the positive control (+) are fully differentiated adipocytes. (B) The absorbance of stained cells measured at 510 nm. Values are expressed mean ± SD (n=3). T-test, *, p<0.05, **, p<0.01
그림 Fig. 3. Effects of Hermetia illucens ethanol extract (HIE) on protein expression of adipogenicrelated genes in 3T3-L1 adipocytes. The confluent 3T3-L1 cells were treated with HIE for 8 days. The protein levels of PPAR γ, C/EBPα were analyzed by Western blot. Values are expressed mean ± SD (n=3). T-test, **, p<0.01, ***, p<0.001

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 동애등에 유충 추출물을 3T3-L1 지방 전구세포에 처리하여 지방세포의 분화 및 지방생성 억제에 미치는 영향을 조사함으로써) 항비만 천연물 소재로서의 가능성을 제시하고자 한다.

제안 방법

동애등에 분말(HI) 1 g에 70% ethanol 10 ml을 가하여 vor- tex한 후, ultrasonication (Sonics & Materials, Australia) 하여추출하였고, 원심분리(4℃, 3, 500 rpm, 15분)한 다음 상층 액을 회수하였다
분화가 완료된 성숙한 3T3-L1 지방세포의 세포내 lipid droplet을 확인하기 위하여, 3T3-L1 지방세포의 분화유도와 함께 HIE를 농도별(10, 50, 100, 200 μg/ml)로 처리하여 Oil red-O (ORO, Sigma-Aldrich, USA) staining을 실시하였고, 지방세포 내 중성지방 축적량을 측정하여 adipogenesis 억제 효과를 확인하였다
세포 독성 실험에 사용할 HIE의 농도 결정을 위해 MTT assay를 수행하였으며, 동일한 농도의 시료를 이용하여 지방세포 분화 조절을 확인하였다. 3T3-L1 지방세포에 HIE를 농도별 (0, 1, 10, 50, 100, 200 μg/ml)로 처리하여 확인한 결과, 모든 농도에서 100% 이상 세포 생존율이 확인되었다(Fig.

대상 데이터

전처리된 유충을 영하 70℃의 초저온 냉동고(NIHON freezer, Japan)에서 24시간 이상 급속냉동한 후, 약 65±5시간 동안 동결건조기(Ilshin biobase, Korea) 로건조하였다. 건조된 동애등에 유충을 분쇄기(Garyeo Industry, Korea)로 분쇄한 후, 100 mesh로 걸러 동애등에 분말(HI)을 제조하였다.
아메리카동애등에는 국립농업과학원의 유리온실에서 채란한 알을 부화시켜 사용하였다. 부화 후 5 일 경과한 유충을 플라스틱 사육상자(가로 60×세로 40×높이 15 cm)에서 남은 음식물을 공급하여 약 15 일간 집단사육하였다.

데이터처리

001일 경우 통계적으로 유의한 것으로 검정하여 나타내었다. 각 항목에 대한 유의한 차이에 대한 비교분석은 t-test one-way ANOVA를 이용하여 통계적 유의성을 검증하였다.
통계적 검정은 Statview 통계 프로그램(Statview 5.0, USA) 을 이용하여 대조군 대비 *, p<0.05, **, p<0.01, ***, p<0.001일 경우 통계적으로 유의한 것으로 검정하여 나타내었다

성능/효과

3T3-L1 지방세포에 HIE를 농도별 (0, 1, 10, 50, 100, 200 μg/ml)로 처리하여 확인한 결과, 모든 농도에서 100% 이상 세포 생존율이 확인되었다(Fig
일반적으로 살아있는 세포의 수가 감소하면 대사활동이 줄어들게 되므로, 세포 생존율이 공시험의 70% 이하(<70%)로 감소되는경우 세포 독성이 있는 것으로 간주된다. 본 실험에서는 HIE 가 3T3-L1 지방세포의 생존율에 영향을 미치지 않으므로 HIE 는 세포 독성이 없음을 확인하였다.

참고문헌 (33)

Ali, M. F. Z., Ohta, T., Ido, A., Miura, C. and Miura, T. 2019. The dipterose of black soldier fly (Hermetia illucens) induces innate immune response through Toll-like receptor pathway in mouse macrophage RAW264.7 cells. Biomolecules 9, E677.

상세보기
Alvarez, D., Wikinson, K. A., Treihou, M., Tene, N., Castillo, D. and Sauvain, M. 2019. Prospecting peptides isolated from black soldier fly (Diptera: stratiomyidae) with antimicrobial activity against Helicobacter pylori (Campylobacterales: Helicobacteraceae). J. Insect Sci. 19, 1-5.
Bradford, B. L. and Bruce, M. S. 2000. Towards a molecular understanding of adaptive thermogenesis. Nature 404, 652-660.

상세보기
Chung, M. Y., Yoon, Y. I., Hwang, J. S., Goo, T. W. and Yun, E. Y. 2014. Anti-obesity effect of Allomyrina dichotoma (Arthropoda: Insecta) larvae ethanol extract on 3T3-L1 adipocyte differentiation. Entomol. Res. 44, 9-16.

상세보기
Firmansyah, M. and Abduh, M. Y. 2019. Production of protein hydrolysate containing antioxidant activity from Hermetia illucens. Heliyon 5, e02005.

상세보기
Flegal, K. M., Graubard, B. I., Williamson, D. F. and Gail, M. H. 2007. Cause-specific excess deaths associated with underweight, overweight, and obesity. JAMA 298, 2028-2037.

상세보기
Gujarathi, G. and Pejaver, M. 2013. Occurrence of black soldier fly Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae) in biocompost. Res. J. Recent Sci. 2, 65-66.
Gupta, R., Rathi, P., Gupta, N. and Bradoo, S. 2003. Lipase assays for conventional and molecular screening: an overview. Biotechnol. Appl. Biochem. 37, 63-71.

상세보기
Guzman, A. K., Ding, M., Xie, Y. and Martin, K. A. 2014. Pharmacogenetics of obesity drug therapy. Curr. Mol. Med. 14, 891-908.

상세보기
Gwon, S. Y., Ahn, J. Y., Kim, T. W. and Ha, T. Y. 2012. Zanthoxylum piperitum DC ethanol extract suppresses fat accumulation in adipocytes and high fat diet-induced obese mice by regulating adipogenesis. J. Nut. Sci. Vitaminol. 58, 393-401.

상세보기
Ji, S. Y., Park, G., Kim, K., Lee, H. S., Choi, G., Kim, Y., Yu, R., Choi, I. and Chung, T. H. 2018. Influence of Hermetia illucens larvae-derived functional feed additives on immune function of broilers. J. Environ. Sci. Int. 27, 1305-1307.

원문보기 상세보기
Kaur, J. 2014. A comprehensive review on metabolic syndrome. Cardiol. Res. Pract. 2014, 943162.

상세보기
Kim, D. J., Jung, J. H., Kim, S. G., Lee, H. K., Lee, S. K., Hong, H. D., Lee, B. Y. and Lee, O. H. 2011. Antioxidants and antiobesity activities of hot water and ethanolic extracts from Cheonnyuncho. Kor. J. Food Preserv. 18, 366-373.

원문보기 상세보기
Kim, K. B. and Jang, S. H. 2014. Anti-obesity effect of EGCG and glucosamine-6-phosphate through decreased expression of genes related to adipogenesis and cell cycle arrest in 3T3-L1 adipocyte. J. Nutr. Health 47, 1-11.

원문보기 상세보기
Kim, W., Bae, S., Kim, A., Park, K., Lee, S., Choi, Y., Han, S., Park, Y. and Koh, Y. 2011. Characterization of the molecular features and expression patterns of two serine proteases in Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae) larvae. BMB Rep. 44, 387-392.

원문보기 상세보기
Lee, S. H., Lee, Y. R., Ryu, D. G., Kim, H. R., Kim, M. S., Kim, B. S. and Kwon, K. B. 2016. Inhibitory effects of Albizziae cortex extracts on adipocyte differentiation. J. Physiol. Pathol. Kor. Med. 30, 447-451.

원문보기 상세보기
Ministry of health and welfare. 2015. Korea Health Promotion Institution. The 4th National Health Promotion Plan (2016-2020). Sejong, Korea.
Miyanoshita, A., Hara, S., Sugiyama, M., Asaoka, A., Taniai, K., Yukuhiro, F. and Yamakawa, M. 1996. Isolation and characterization of a new member of the insect defensin family from a beetle, Allomyrina dichotoma. Biochem. Biophys. Res. Commun. 220, 526-531.

상세보기
Nam, Y. R., Ko, Y. E. and Ly, S. Y. 2018. Anti-obesity and LDL- cholesterol lowering effects of silkworm hemolymph in C57BL/6N mice fed high fat diet. J. Nutr. Health 51, 201-207.

원문보기 상세보기
Park, J. Y. and Kim, J. B. 2002. Molecular insights into fat cell differentiation and functional roles of adipocytokines. Endocrinol. Metab. 17, 1-9.
Peng, Y., Yu, S., Li, H., Xiang, H., Peng, J. and Jiang, S. 2014. MicroRNAs: Emerging roles in adipogenesis and obesity. Cell Signal. 26, 1888-1896.

상세보기
Prusty, D., Park, B. H., Davis, K. E. and Farmer, S. R. 2002. Activation of MEK/ERK signaling promotes adipogenesis by enhancing peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma) and C/EBP alpha gene expression during the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes. J. Biol. Chem. 277, 46226-46232.

상세보기
Rayalam, S., Della-Fera, M. A. and Baile, C. A. 2008. Phytochemicals and regulation of the adipocyte life cycle. J. Nutr. Biochem. 19, 717-726.

상세보기
Rodgers, R. J., Tschop, M. H. and Wilding, J. P. 2012. Antiobesity drugs: Past, present and future. Dis. Models Mech. 5, 621-626.

상세보기
Rosen, E. D., Walkey, C. J., Puigserver, P. and Spiegelman, B. M. 2002. Transcriptional regulation of adipogenesis. Genes Dev. 14, 1293-1307.
Rowen, E. D. and MacDougald, O. A. 2006. Adipocyte differentiation from the inside out. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 7, 885-896.

상세보기
Sagisaka, A., Miyanoshita, A., Ishibashi, J. and Yamakawa, M. 2001. Purification, characterization and gene expression of a glycine and proline-rich antibacterial protein family from larvae of a beetle, Allomyrina dichotoma. Insect Mol. Biol. 10, 293-302.

상세보기
Seo, M. C., Goo, T. W., Chung, M. Y., Baek, M. H., Hwang, J. S., Kim, M. A. and Yun, E. Y. 2017. Tenebrio molitor larvae inhibit adipogenesis through AMPK and MAPKs signaling in 3T3-L1 adipocytes and obesity in high-fat diet-induced obese mice. Int. J. Mol. Sci. 18, 518.

상세보기
Shin, O. S., Shin, Y. H., Lee, K. H., Kim, G. Y., Kim, K. H., Park, J. K., Ahn, J. I. and Song, K. Y. 2012. Inhibition of adipogenesis in 3T3-L1 adipocytes with ethanol extracts of Saururus chinensis. KSBB J. 27, 381-386.

원문보기 상세보기
Shon, M. S. and Kim, G. N. 2014. Anti-oxidant and antiobese activities of turmeric (Curcuma longa L.) extract in 3T3-L1 Cells. Kor. J. Aesthet. Cosmetol. 12, 169-175.
Sim, Y., Kim, D., Pyo, S., Sohn, H., Jung, C., Kim, D. and Cho, Y. 2020. Oils from Tenebrio molitor and Hermetia illucens prevent binge Alcohol-induced gut leakiness and hepatic inflammation. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. 49, 1175-1183.

상세보기
Suh, H. J., Kim, S. R., Lee, K. S., Park, S. and Kang, S. C. 2010. Antioxidant activity of various solvent extracts from Allomyrina dichotoma (Arthropoda: Insecta) larvae. J. Photochem. Photobiol. B. Biol. 99, 67-73.

상세보기
Yoon, Y. I., Chung, M. Y., Hwang, J. S., Han, M. S., Goo, T. W. and Yun, E. Y. 2015. Allomyrina dichotoma (Arthropoda: Insecta) larvae confer resistance to obesity in mice fed a high-fat diet. Nutrients 7, 1978-1991.

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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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