[논문]꾸지뽕 신초 엽위별 잎 추출물의 항비만 효과

박주하; 궈루; 강혜미; 손병구; 강점순; 이용재; 박영훈; 제병일; 최영환

doi:10.5352/jls.2021.31.2.209

꾸지뽕 신초 엽위별 잎 추출물의 항비만 효과
Leaves of Cudrania tricuspidata on the Shoot Positional Sequence Show Different Inhibition of Adipogenesis Activity in 3T3-L1 Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.31 no.2, 2021년, pp.209 - 218

박주하 (부산대학교 원예생명과학과) , 궈루 (부산대학교 원예생명과학과) , 강혜미 (부산대학교 원예생명과학과) , 손병구 (부산대학교 원예생명과학과) , 강점순 (부산대학교 원예생명과학과) , 이용재 (부산대학교 원예생명과학과) , 박영훈 (부산대학교 원예생명과학과) , 제병일 (부산대학교 원예생명과학과) , 최영환 (부산대학교 원예생명과학과)

초록
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본 연구는 꾸지뽕 신초에 부착된 잎을 6단계 즉 정아의 잎(L0), 정아부에서 하부의 순서대로 L1, L2, L3, L4 및 기부의 잎을 L5로 분류하여 채취하였다. 신초의 위치에 따라서 분류한 잎을 70% 에틸알콜로 추출한 다음 3T3-L1 cell line을 이용하여 지방분화 억제 효과를 스크린하고, 가장 효과가 좋았던 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물의 작용기작을 규명하였다. 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물의 지방분화 억제효과가 가장 좋았으며, 신초의 중간 잎인 CTL2까지는 정단 잎에서부터 중간 잎 추출물일수록 효과가 감소하였으며, 신초의 중간 하부 잎인 CTL3부터 기부 잎인 CTL5 추출물은 100 ㎍/ml의 고농도에서 효과가 없었다. 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물을 12.5, 25 및 50 ㎍/ml의 농도로 처리하여 Oil Red O를 분석한 결과, 농도 의존적으로 3T3-L1세포의 지방분화를 억제시켰다. 3T3-L1 세포에 지방분화물질인 insulin, dexamethasone 및 rosiglitazone을 첨가한 분화배지(DM)에서는 배지내에 glucose의 함량이 낮았으나, CTL0 추출물의 처리는 배지에 glucose함량이 많이 남아있었기 때문에 세포내로 glucose의 흡수를 억제시켰으며, 세포내 중성지방의 함량도 감소하였다. CTL0처리는 전구지방세포에서 지방세포로 분화될 때에 주요 전사인자로 알려진 PPARγ와 PPARγ의 target 유전자인 LPL, A-FABP 및 Glut4 단백질의 발현을 농도 의존적으로 억제하였다. 따라서 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물은 항비만 효과가 우수한 소재로서 활용가치가 높을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to evaluate the anti-obesity effects of Cudrania tricuspidata leaf extract in the order of leaf development on the shoot (L0, L1, L2, L3, L4, and L5). The leaves at the apex of a Cudrania tricuspidata shoot were classified as L0; the next leaves of the apex were classified as L1, L2, L3, and L4 from highest to lowest; and the lowest leaf was classified as L5. A series of 70% ethyl alcohol leaf extracts were screened for the inhibitory effects of adipogenesis in 3T3-L1 preadipocytes. We found that the apical leaf extract of Cudrania tricuspidata (CTL0) was the most effective. Next, a study was conducted on the inhibitory action mechanism of CTL0. Treatment with CTL0 significantly suppressed the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes in a dose-dependent manner, as confirmed by the decrease in lipid droplet content observed with Oil Red O staining. Treatment with 12.5 ㎍/ml, 25 ㎍/ml, and 50 ㎍/ml of CTL0 significantly reduced the lipid droplet content. Glucose and cellular triglyceride concentrations were reduced in the 3T3-L1 cells on the CTL0-treated medium compared to the differentiation medium (DM control, DMEM + insulin + dexamethasone + rosiglitazone). Compared with DM, CTL0 significantly inhibited the expression of key pro-adipogenic transcription factors, including peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ), LPL, A-FABP, and Glut4. These findings show that CTL0 extract has potent anti-obesity effects.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Cudrania tricuspidata leaf extracts were inhibited adipogenesis in 3T3-L1 cell line. 3T3-L1 cell line was cultured in DMEM containing 10% FBS, 25 mM NaHCO₃, and 25 mM HEPES (culture medium, Control) and adipogenesis was induced in the cells using culture medium containing 10 μM rosiglitazone, 10 μg/ml insulin, and 1 μM dexamethasone (differentiation medium, DM). DMSO or leaf extracts were dissolved in DMSO was added to the medium during the whole inducing period. Images were captured after oil red O staining on day 8 (A). OD value of each sample at 520 nm was measured using an ELISA reader (B). The leaves at the apex of Cudrania tricuspidata shoots were classified as L0, the next leaves as L1, L2, L3, L4 in order from the apex, and the lowest leaf as L5 (C). Values represent mean ± SD (n=3).
그림 Fig. 2. CTL0 inhibited adipogenesis in 3T3-L1 cell line. 3T3-L1 cell line was cultured in DMEM containing 10% FBS, 25 mM NaHCO₃, and 25 mM HEPES (culture medium, Control) and adipogenesis was induced in the cells using culture medium containing 10 μM rosiglitazone, 10 μg/ml insulin, and 1 μM dexamethasone (differentiation medium, DM). DMSO or CTL0 dissolved in DMSO was added to the medium during the whole inducing period. Images were captured after oil red O staining on day 8 (A). OD value of each sample at 520 nm was measured using an ELISA reader (B). Images were captured at 100 × and 200× magnification before and after oil red O staining (C). CTL0 sample was extracted with 70% ethyl alcohol extract of Cudrania tricuspidata at leaf position 0. Values represent mean ± SD (n=3), ** as p<0.01 vs. DM with DMSO group.
그림 Fig. 3. CTL0 inhibited glucose consumption in 3T3-L1 cell line. 3T3-L1 cell line was cultured in DMEM containing 10% FBS, 25 mM NaHCO₃, and 25 mM HEPES (culture me-dium, Control) and adipogenesis was induced using cul-ture medium containing 10 μM rosiglitazone, 10 μg/ml insulin, and 1 μM dexamethasone (differentiation me-dium, DM). DMSO or CTL0 dissolved in DMSO was added to medium during the whole inducing period. Medium of each well was collected to measure glucose content on day 8, and then, glucose content was using a commercial glucose determination kit. CTL0 sample was extracted with 70% ethyl alcohol extract of Cudrania tricuspidata at leaf position 0. Values represent mean ± SD (n=3), ** as p<0.01 vs. with DMSO group.
그림 Fig. 4. CTL0 inhibited triglycerides (TG) accumulation in 3T3-L1 cell line. 3T3-L1 cell line was cultured in DMEM contain-ing 10% FBS, 25 mM NaHCO₃, and 25 mM HEPES (cul-ture medium, Control) and adipogenesis induced using culture medium containing 10 μM rosiglitazone, 10 μg/ ml insulin, and 1 μM dexamethasone (differentiation me-dium, DM). DMSO or CTL0 dissolved in DMSO (DMSO) was added to medium during the whole inducing period. Cells were collected on day 8, TG was extracted with 5% Triton X-100 and the quantity was determined using a commercial TG kit, according to manufacturer's pro-tocol. CTL0 sample was extracted with 70% ethyl alcohol extract of Cudrania tricuspidata at leaf position 0. Values represent mean ± SD (n=3), * as p<0.05 and ** as p<0.01 vs. DMSO group.
그림 Fig. 5. CTL0 inhibited expression of PPAR-γ and its target genes in differentiated 3T3-L1 cells. 3T3-L1 cell line was maintained in DMEM containing 10% FBS, 25 mM NaHCO₃, and 25 mM HEPES (culture medium, Control) and adipogenesis was induced using culture medium containing 10 μM rosiglitazone, 10 μg/ml insulin, and 1 μM dexamethasone (differentiation medium, DM). DMSO or CTL0 dissolved in DMSO was added to the medium during the whole inducing period. The total proteins were extracted with RIPA buffer, and analyzed by Western blotting. CTL0 inhibited expression of PPAR-γ and its target genes after 8 days. CTL0 sample was extracted with 70% ethyl alcohol extract of Cudrania tricuspidata at leaf position 0. Values represent mean ± SD (n=3), * as p<0.05 and ** as p<0.01 vs. DMSO group.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 꾸지뽕 신초에 부착된 잎을정단에서 기부까지 순차적으로 6등분으로 분류한(L0, L1, L2, L3, L4, L5) 다음 70% 에틸알콜 추출물에 대하여 항비만 효과를 조사하였다. 그 결과 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물이 가장 효과가 좋다는 것을 확인하였으며, CTL0가 지방세포의 분화 억제기작에 미치는 영향을 규명하고자 본 연구를 수행하게 되었다.
기존의 연구 결과에서는 꾸지뽕의 뿌리, 잎 및 줄기 등 의식물체 기관별 주요 성분, 다양한 약리작용 및 활용방법 등에 대한 연구들이 보고되었으나, 신초에 부착되어 있는 잎의 위치가 비만억제에 관련되어 있다는 연구는 현재지까지 보고된바 없었다. 따라서 본 연구에서는 꾸지뽕 신초에 부착된 잎을정단에서 기부까지 순차적으로 6등분으로 분류한(L0, L1, L2, L3, L4, L5) 다음 70% 에틸알콜 추출물에 대하여 항비만 효과를 조사하였다. 그 결과 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물이 가장 효과가 좋다는 것을 확인하였으며, CTL0가 지방세포의 분화 억제기작에 미치는 영향을 규명하고자 본 연구를 수행하게 되었다.

제안 방법

꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물이 glucose의 흡수에 미치는 영향을 조사하기 위하여 배지내의 glucose의 함량을 조사하였다. 대조군에 비해서 분화배지(DM)와 분화배지에 DMSO를 첨가한 배지(DMSO)에서 유의하게 증가하여서 지방세포의 분화는 세포 내로 glucose의 흡수를 촉진시킨다는 것을 확인할 수 있었다.
꾸지뽕 잎 추출물의 처리는 분화 유도된 3T3-L1 세포에 50, 100 μg/ml로 처리하여 지방 세포의 증식을 조사하였다.
본 시험에 사용된 꾸지뽕의 잎은 부산대학교 부속농장에서 재배한 것을 2018년 8월 중순에 채취하여 실험의 재료로 사용하였다. 신초에 부착된 정단의 잎을 L0로하고 중간의 잎을 정단에서부터 순서대로 L1, L2, L3, L4 및 가장 기부의 잎을 L5로 분류하여 시료로 채취하였다(Fig. 1C).

대상 데이터

본 시험에 사용된 꾸지뽕의 잎은 부산대학교 부속농장에서 재배한 것을 2018년 8월 중순에 채취하여 실험의 재료로 사용하였다. 신초에 부착된 정단의 잎을 L0로하고 중간의 잎을 정단에서부터 순서대로 L1, L2, L3, L4 및 가장 기부의 잎을 L5로 분류하여 시료로 채취하였다(Fig.

데이터처리

18.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계 프로그램을 이용하여 평균(mean)±표준편차(SD) 로 나타냈다
각 실험군의 분석 항목별 통계의 유의성은 Student t-test를 이용하여 p<0.05 수준에서 검증하였다.

이론/모형

3T3-L1 세포 내 지방 축적율은 Oil Red-O staining 법으로 측정하였다. 3T3-L1 지방전구세포를 분화유도 8일 후에 조사하였다.

성능/효과

5 μg/ml, 25 μg/m 및 50 μg/ml의 농도로 처리하여, Oil red O로 염색한 다음, lipid droplet을 isopropyl alcohol 용액으로 용해하고 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과 CTL0 추출물의 농도가 높을수록 3T3-L1 지방전구세포에서 지방세포로의 분화 및 지방생성을 억제하였다(Fig. 2).
5, 25 및 50 mg/ml로 처리하였을 경우에 농도가 증가할수록 감소하였다. 이러한 결과로부터 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물이 3T3-L1 세포의 glucose 흡수를 농도 의존적으로 억제한다는 것을 증명할 수 있었다.
지방세포분화배지(DM)에 의해서 증가된 배지에 꾸지뽕신초 정단잎(CTL0) 추출물을 동시에 처리하였을 경우에 저농도인 12.5 μg/ml에서 유의하게 감소하였으며, 처리농도가 증가할수록 발현억제 효과는 현저하였다.

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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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