제2형 당뇨 동물모델에서 가시오가피 추출물의 당화혈색소 및 최종당화산물 억제를 통한 혈당조절 효과

권한올(Han Ol Kwon),이민희(Minhee Lee),김용재(Yong Jae Kim),김은(Eun Kim),김옥경(Ok-Kyung Kim) 한국식품영양과학회 2016 한국식품영양과학회지 Vol.45 No.7

본 연구에서는 랫트를 이용한 제2형 당뇨 동물모델로 같은 혈당조절 효과가 나타나는지 검토하고 이러한 효과가 당화혈색소를 포함한 최종당화산물(advanced glycation end products, AGEs)과 어떤 상관관계가 있는지 또한 단백질과 당화를 촉진해 당화혈색소 생성의 원인 중 하나인 산화적 스트레스와 관련된 기전을 규명하고자 하였다. 기존의 db/db 마우스에서 실험한 결과와 마찬가지로 랫트를 이용한 제2형 당뇨모델에서도 가시오가피 추출물의 섭취는 혈당을 강하시키고 homeostasis model assessment(Homa-IR)를 감소시켜 인슐린 저항성 개선에 도움을 주는 것으로 확인되었다. 특히 혈중 당화혈색소량의 감소가 두드러졌는데 이는 산화적 스트레스 감소로 인한 지질과산화물 생성의 억제가 중요한 원인으로 생각되며 이와 관련된 혈중 사이토카인 IL-1β와 TNF-α의 농도도 감소한 것으로 나타났다. 당화혈색소는 산화적 스트레스에 의해 최종당화산물로 전환이 되어 인슐린 저항성 세포의 protein kinase C(PKC)를 활성화하여 transforming growth factor(TGF)-β를 생성하는데 가시오가피 추출물의 섭취는 최종당화산물의 농도, PKC 그리고 TGF-β 모두를 억제하는 것으로 확인되었으며, 이것은 가시오가피 추출물 성분이 PKC와 TGF-β에 직접 작용하기보다는 신호전달체계의 상위에 존재하는 최종당화산물을 억제하여 나타난 결과로 생각한다. 향후 연구에서는 가시오가피 추출물을 분획화하여 어떤 성분에 의하여 당화혈색소와 최종당화산물 생성을 억제하는지에 대한 구체적인 실험이 이루어져야 할 것으로 여겨진다. The purpose of this study was to investigate the effect of Acanthopanax senticosus extract (ASE) (ethanol : DW=1:1, v/v) on inhibition of type 2 diabetes using an OLETF rat model via regulation of HbA1c and AGEs levels. Supplementation with ASE 0.1% and 0.5% effectively lowered levels of glucose, insulin, oral glucose tolerance test, and Homa-insulin resistance, suggesting reduced insulin resistance. Blood levels of HbA1c and AGEs were significantly reduced in a dose-dependent manner. As oxidative stress plays a key role in accelerating production of HbA1c and AGEs, which worsen symptoms of type 2 diabetes, levels of malonaldehyde and pro-inflammatory cytokines were measured. Lipid peroxidation in both blood and liver tissues was significantly reduced, and induction of pro-inflammatory cytokines interleukin-β and tumor necrosis factor-α, which elevate production of HbA1c and AGEs, was inhibited (P<0.05). To evaluate the possible cellular events after AGEs receptor activation, genetic expression of protein kinase C (PKC)-δ and transforming growth factor (TGF)-β was measured by real-time polymerase chain reaction. Supplementation with both ASE 0.1% and 0.5% significantly inhibited mRNA expression of PKC-δ and TGF-β, indicating that ASE may have beneficial effects on preventing insulin-resistant cells or tissues from progressing to diabetic complications. Taken together, ASE has potential to improve type 2 diabetes by inhibiting insulin resistance and protein glycosylation, including production of HbA1c and AGEs. Anti-oxidative activities of ASE are a main requisite for reducing production of HbA1c and AGEs and are also related to regulation of the PKC signaling pathway, resulting in suppression of TGF-β, which increases synthesis of collagen, prostaglandin, and disease-related proteins.

건조방법에 따른 매생이의 이화학적 성분

손석민(Seok Min Son),권한올(Han Ol Kwon),이준호(Jun Ho Lee) 한국식품영양과학회 2011 한국식품영양과학회지 Vol.40 No.11

매생이를 열풍, 진공 및 동결건조법을 이용해 건조하고 이들 건조방법이 건조 매생이의 이화학적 성분에 미치는 영향을 조사하였다. 일반성분 중 가장 많이 함유하고 있는 성분은 건조방법과 무관하게 탄수화물(38.10~41.54%)이었으며, 다음으로 조회분(31.86~33.28%), 조단백질(17.46~23.03 %), 수분(4.14~6.25%) 및 조지방(1.01~1.51%) 순으로 나타났다. 열풍건조 시료의 총당 함량이 19.53%로 가장 높게 나타났으며(p<0.05), 다음으로 진공건조 시료가 19.22%, 동결건조 시료가 18.18% 순으로 나타났다. 열풍건조 시료의 비타민 C 함량은 진공건조 시료와 유의적인 차이가 없었지 만(p>0.05), 동결건조 시료보다는 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(p<0.05). 열풍건조 시료 중 가장 많이 함유하고 있는 아미노산은 glutamic acid, 다음으로 proline, aspartic acid 순으로 나타났고, 이들 세 가지 구성아미노산의 합은 건조방법에 따라 전체 아미노산의 33.34~34.80%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 매생이 건조방법별 무기성분 총 함량은 열풍 및 진공건조 시료가 동결건조 시료보다 월등히 많은 무기성분을 함유하고 있는 것으로 나타났다(p<0.05). 또한 다량 함유하고 있는 무기성분은 건조방법과 무관하게 Na, K, Mg, Ca, P 순으로 나타났고 그 밖에 미량 무기성분으로 Fe, Mn, Zn, Cu 등을 함유하고 있는 것으로 나타났다. Caposiphon fulvescens was dried by the hot-air (50oC), vacuum (50oC), and freeze drying methods. The green alga contained high proportions of carbohydrates (38.10~41.54%), ash (31.86~33.28%), and crude proteins (17.46~23.03%) regardless of the drying methods used to prepare the sample. The total sugar contents of the hot-air and vacuum dried samples were higher than that of the freeze dried sample (p<0.05). Vitamin C content of the freeze dried sample was higher than that of either the hot-air or vacuum dried samples (p<0.05). The major amino acids were glutamic acid, proline, and aspartic acid, which amounted to 33.34~34.80% of the total amino acid content depending on the drying methods used. Total mineral content of either the hot-air or vacuum dried samples was significantly higher than that of the freeze dried sample (p<0.05). Regardless of the drying methods, Na, K, Mg, Ca, and P were the most abundant elements in the samples while trace elements were identified as Fe, Mn, Zn, and Cu.

면역 결핍 동물모델에서 잣피 추출물의 면역조절 효과

김성필(Seong Pil Kim),권한올(Han Ol Kwon),하예진(Yejin Ha),허석현(Seok Hyun Heo),이정민(Jeongmin Lee) 한국식품영양과학회 2017 한국식품영양과학회지 Vol.46 No.9

본 연구에서는 잣피 20% 주정 추출물을 첨가한 식이로 하여 바이러스에 감염되어 면역력이 결핍된 마우스에서 면역조절 효과를 확인하고자 T, B 세포의 증식능, Th1 type cytokine과 Th2 type cytokine, NK cell activity, phagocytic activity를 확인하였다. 바이러스로 인하여 AIDS와 유사하게 면역 결핍된 마우스 모델에서 cytokine의 불균형과 T 세포와 B 세포의 proliferation이 균형적으로 회복됨을 확인하였고 바이러스로 인해 자연살해세포와 대식세포의 활성능이 감소하였지만 잣피 20% 주정 추출물의 공급 시 활성능 회복에 도움을 주는 것을 확인하였다. 따라서 잣피 20% 주정 추출물은 LP-BM5 virus로 유도한 면역 결핍 마우스 모델에서 면역조절작용에 효능이 있음을 확인하였다. The immune system is a complex process within the body that protects against disease. Recently, many studies have attempted to discover immunomodulative compounds from natural sources. Pinus koraiensis (PK) cone shell is a by-product of PK. One of the major compounds of PK cone shell is dehydroabietic acid, which has bioactivity, including antiulcer and anti-inflammatory activities. Therefore, this study was performed to examine the immunomodulative effects of PK cone shell. The immunomodulatory effects of PK cone shell extracted with 20% ethanol (EtOH) in vivo were examined initially by measuring the natural killer (NK) cell activity, phagocytic activity, Th1/Th2 cytokines release, serum immunoglobulin, and T/B cell proliferation. The NK cell activity and phagocytic activity were increased significantly by a treatment with a 20% EtOH extract of PK cone shell. Th1 type cytokine and T cell proliferation increased and Th2 type cytokine, B cell proliferation and serum immunoglobulin A, G, and E decreased after a treatment with PK cone shell extract. The 20% EtOH extract of the PK cone shell normalized the unbalanced production of Th1/Th2 type cytokine. This suggests that a 20% EtOH extract of PK cone shell has great potential as a health food.

시네트롤(Sinetrol-XPur)의 섭취가 Leptin 유전자 결핍 동물 모델의 지방분해에 미치는 영향

이민희(Minhee Lee),권한올(Han Ol Kwon),최세규(Sei Gyu Choi),배문형(Mun Hyoung Bae),김옥경(Ok-Kyung Kim) 한국식품영양과학회 2017 한국식품영양과학회지 Vol.46 No.3

본 연구에서는 시네트롤(Sinetrol-XPur)을 유전성 비만 마우스에 7주간 식이 투여하여 체중 및 지방 조직의 무게 변화와 지방 조직 내 지방분해 관련 유전자 발현량 변화를 알아보고자 하였다. 시네트롤을 섭취한 유전성 비만 마우스군(Sinetrol low와 Sinetrol high)에서 식이섭취량은 유전성비만 대조군(Obese)에 비해 차이가 없었으나 체중 증가량 및 지방 조직들의 무게는 유의적으로 감소하였음을 확인하였다. 실험동물군의 지방 조직에서 지방분해 관련 유전자들의 발현을 측정한 결과, phosphodiesterase 3B의 발현은 Obese에 비해 Sinetrol에서 감소하였고, A kinase anchor protein 1, adipose triglyceride lipase, perilipin 유전자의 발현은 Obese에 비해 Sinetrol에서 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 이러한 결과로부터 시네트롤이 지방분해 관련 유전자 발현을 증가시켜 체내 지방의 축적이나 합성을 감소시킴으로써 체중의 증가를 예방할 수 있는 천연 기능성 식품으로 활용할 수 있을 것으로 기대할 수 있다. This study investigated the effects of Sinetrol-XPur (polyphenolic Citrus spp. and Paullinia cupana Kunth dry extract) on lipolysis using leptin-deficient obese (ob/ob) mice. Obese mice were treated with two different doses, 100 mg/kg body weight (B.W.) and 300 mg/kg B.W. in each AIN93G supplement, for 7 weeks. Body weight gain in obese mice treated with both low and high doses of Sinetrol-XPur was reduced compared with control obese mice. Abdominal and visceral adipose tissue weight of mice were reduced in high dose supplemented groups. Epididymal adipose tissue weight was reduced in both low and high dose supplemented groups by 18.27% and 41.05%, respectively. Phosphodiesterase 3B (PDE3B) mRNA levels decreased upon Sinetrol supplementation in adipose tissue of ob/ob mice, whereas A kinase anchor protein 1 (AKAP1), adipose triglyceride lipase (ATGL), and perilipin (PLIN) mRNA levels increased. These results suggest that Sinetrol-XPur supplementation partially stimulates lipolysis through reduction of PDE3B and induction of AKAP1, ATGL, and/or PLIN gene expression, resulting in reduced body and white adipose tissue weight.

잣피 추출물들의 항산화 및 항염증에 미치는 영향

진중현(Joong Hyun Jin),권한올(Han Ol Kwon),하예진(Yejin Ha),허석현(Seok Hyun Heo),이정민(Jeongmin Lee) 한국식품영양과학회 2017 한국식품영양과학회지 Vol.46 No.9

본 연구에서는 잣피 열수, 20% 주정, 50% 주정 추출물들이 항염증과 항산화에 미치는 영향을 확인하기 위하여 ABTS 항산화능과 SOD, CAT, GPx 항산화 효소, NO의 분비량, 염증성 cytokine의 분비량을 살펴보고자 하였다. 잣피 열수, 20% 주정, 50% 주정 추출물 중 20% 주정 추출물이 항산화능, 항산화 효소 활성 증가, NO의 분비량 감소, 염증성 cytokine 분비량을 감소시켜 염증반응과 항산화 반응에 도움을 주어 내부에서 생성된 활성산소종과 외부로부터 침입한 미생물, 감염된 세포나 종양세포 등을 효과적으로 제거할 수 있을 것이라 예상할 수 있었다. 이는 염증뿐만 아니라 면역반응에서도 영향을 미칠 것이라 생각되며 염증조절 및 항산화 반응에 긍정적인 변화를 보였으므로 추후 염증 조절제로서 기능성 식품의 상업화에 기초 자료가 되어 국내 기능성 소재로서의 개발 가능성을 기대할 수 있다. The present study examined the anti-inflammatory and anti-oxidative effects of Pinus koraiensis (PK) cone shell extracts in vitro. Anti-inflammatory and anti-oxidative effects of PK cone shell extracted with hot water, 20% ethanol (EtOH), or 50% EtOH were examined using 2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) radical scavenging assay, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathione peroxidase (GPx) activites, as well as nitric oxide (NO) and anti-inflammatory cytokine measurements. The 20% EtOH extract of the PK cone shell decreased the NO and inflammatory cytokines secretion, and increased the ABTS radical scavenging, SOD, CAT, and GPx activities. This indicates that the 20% EtOH extract of the PK cone shell would be helpful in inflammation and oxidation systems. Therefore, the 20% EtOH extract of PK cone shell has great potential as a useful health food.

Streptozotocin으로 유발한 당뇨동물 모델에서 아프리칸 망고 추출물의 혈당 조절 효과

하예진(Yejin Ha),이민희(Minhee Lee),권한올(Han Ol Kwon),이유현(Yoo-Hyun Lee) 한국식품영양과학회 2015 한국식품영양과학회지 Vol.44 No.11

본 연구는 당뇨유발모델 쥐에서 아프리칸 망고(Irvingia gabonesis, IGOB 131<SUP>TM</SUP>) 추출물의 혈당 조절 효과를 알아보기 위해 SD계 수컷 흰쥐에 IGOB 131<SUP>TM</SUP> 1%, IGOB 131<SUP>TM</SUP> 2%(IGOB 131<SUP>TM</SUP> 353 mg/kg body weight, IGOB 131<SUP>TM</SUP> 706 mg/kg body weight)와 pinitol을 5주간 매일 강제 경구 투여하였다. 그리고 streptozotocin을 복강 주사하여 당뇨를 유발시킨 후 경구 당부하 검사(OGTT)를 실시하였다. 정상군에 비해 당뇨 유발군(DM, pinitol, IGOB 131<SUP>TM</SUP> 1%, IGOB 131TM 2%)의 체중 증가는 유의적으로 감소하였고, 당뇨 유발군 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 경구당부하 검사 결과에서 DM군이 정상군에 비해 유의적으로 높았고, pinitol군, IGOB 131<SUP>TM</SUP> 1%, IGOB 131<SUP>TM</SUP> 2%군은 DM에 비해 각각 39.70%, 33.00%, 29.67% 유의적으로 감소하였다. 혈청 glucose 농도는 정상군에 비해 당뇨 유발군에서 유의적으로 높게 나타났고, pinitol, IGOB 131<SUP>TM</SUP> 1%, IGOB 131<SUP>TM</SUP> 2%군은 DM에 비해 유의적으로 감소하였다. 또한 혈청 insulin 농도는 정상군에 비해 당뇨 유발군에서 유의적으로 낮게 나타났고, pinitol, IGOB 131<SUP>TM </SUP>1%, IGOB 131<SUP>TM</SUP> 2%군은 DM에 비해 유의적으로 증가한 것으로 나타났다. 따라서 아프리칸 망고 추출물이 STZ 유도 당뇨쥐의 혈청 insulin 함량을 개선시켜 혈청 glucose를 감소하는 효과가 있는 것으로 사료된다. This study investigated the regulatory effects of African mango (Irvingia gabonesis, IGOB 131<SUP>TM</SUP>) extract on blood glucose level in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Experimental groups were treated with two different doses of IGOB 131<SUP>TM</SUP> (1% and 2% in each AIN93G supplement) for 5 weeks [4 weeks pre-treatment and 1 week post-STZ treatment (60 mg/kg body weight)]. STZ-induced diabetic rats showed significantly reduced body weight gain compared to normal control (NC). Oral glucose tolerance test (OGTT) was measured using glucose oxidase-peroxidase reactive strips. The area of under the curve for the glucose response from OGTT in STZ-induced diabetic rats was higher than that of NC rats, and there was a significant difference between the DM and the IGOB 131<SUP>TM</SUP>-treated groups. Serum glucose levels after sacrifice were significantly lower in the IGOB 131<SUP>TM</SUP> group than the DM group. However, there was no statistical difference between low- and high-dose treatments. Serum insulin levels increased by 234.4% and 175.9%, respectively, upon treatment with IGOB 131<SUP>TM</SUP>. Serum lipid profiles were not significantly different among the experimental groups. The tested samples had no effects on serum levels of lipid profiles (triglyceride, total cholesterol, low density lipoprotein/very low density lipoprotein-cholesterol, high density lipoprotein-cholesterol). These results suggest that IGOB 131<SUP>TM</SUP> is able to ameliorate diabetes by reducing serum glucose levels that may result from increased insulin levels.

Leptin 유전자 결핍 동물모델을 이용한 시네트롤(Sinetrol-XPur)의 항비만 효과와 cAMP를 통한 UCP-2 활성화 기전 연구

유재명(Jae Myeong Yoo),이민희(Minhee Lee),권한올(Han Ol Kwon),최세규(Sei Gyu Choi),배문형(Mun Hyoung Bae),김옥경(Ok-Kyung Kim) 한국식품영양과학회 2016 한국식품영양과학회지 Vol.45 No.4

본 연구에서는 시네트롤(Sinetrol-XPur)을 유전성 비만 마우스(Obese)에 7주간 식이 투여하여 항비만 효과를 알아보고자 하였다. 시네트롤을 섭취한 유전성 비만 마우스군(Sinetrol low와 Sinetrol high)의 체중증가량은 Obese군에 비하여 유의적으로 감소하였고, 간 무게변화량은 Sinetrol high군에서 Obese군보다 유의적으로 감소하였다. 백색지방의 무게변화량은 Sinetrol high군에서 Obese군보다 유의적으로 감소하였음을 확인하였다. 실험동물의 혈청 지질 함량은 TC, TG, LDL/VLDL-콜레스테롤이 Obese군에 비해 Sinetrol군에서 감소하였고, HDL-콜레스테롤은 유전성 비만군(Obese, Sinetrol low, Sinetrol high) 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. HDL/LDL ratio를 계산한 결과에서는 Sinetrol군에서 Obese군보다 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 실험동물군의 지방조직에서 비만 관련 유전자들의 발현을 측정한 결과, FAS와 LPL의 발현은 Obese군보다 Sinetrol군에서 감소하였고 HSL의 발현은 유의적인 차이가 나타나지 않았지만, UCP-2의 발현은 Obese군에 비해 Sinetrol high군에서 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 또한 세포 내 cAMP를 측정한 결과 시네트롤 처리 시 농도 의존적으로 cAMP가 증가하였음을 확인하였고, 증가한 cAMP에 의해 UCP-2의 발현이 증가되는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 시네트롤이 지방 합성과 관련된 유전자 발현의 억제 및 에너지 소비와 관련된 유전자의 발현을 증가시키고 체내 지방의 축적이나 합성을 감소시켜 체중의 증가를 예방하며, 혈중 지질 함량들을 개선하여 항비만 효과가 있는 천연 기능성 식품으로 활용할 수 있을 것으로 기대할 수 있다. The present study investigated the effect of Sinetrol-XPur (polyphenolic Citrus spp. and Paullinia cupana Kunth dry extract) and defined the action mode for cyclic adenosine monophosphate (cAMP)-dependent uncoupling protein (UCP)-2 activation. Leptin-deficient obese mice were treated with two different doses, 100 mg/kg body weight (BW) and 300 mg/kg BW of each AIN93G supplement, for 7 weeks. Treatment of obese mice with both low and high doses of Sinetrol-XPur significantly reduced body weight gain compared to control obese mice. White adipose tissue weight of mice was reduced by 30.96% in high dose-supplemented groups. Serum total cholesterol and triglyceride were reduced by a high dose of Sinetrol-XPur by 20.02% and 30.96%, respectively. Serum level of high density lipoprotein (HDL) was significantly increased by treatment with both doses, as the ratio of HDL to low density lipoprotein increased by 138.78% and 171.49%, respectively. Regarding expression of biochemical factors related to lipid metabolism, fatty acid synthase significantly decreased and UCP-2 increased upon treatment with a high dose of Sinetrol-XPur, but there was no significant difference in lipoprotein lipase and hormone-sensitive lipase. To define cellular mechanism, intracellular cAMP levels in 3T3-L1 adipocytes significantly increased in a dose-dependent manner over the range of 50∼250 μg/mL. The phosphodiesterase (PDE) inhibitor 3-isobutyl-1-methylxanthine clearly blocked cAMP, suggesting that Sinetrol-XPur promotes lipolysis of adipocytes through inhibition of cAMP-dependent PDE, resulting in induction of cAMP response element binding protein and UCP-2. These results suggest that Sinetrol-XPur supplementation is a viable option for reducing body weight and fat by improving serum lipid profiles and genetic expression of lipid metabolic factors, especially activation of cAMP-dependent UCP-2.