HepG2 세포에서 Isoeugenol의 PCSK9 억제 효능

최효경(Hyo-Kyoung Choi),정민유(Min-Yu Chung) 한국식품영양과학회 2020 한국식품영양과학회지 Vol.49 No.9

본 논문에서는 isoeugenol의 PCSK9 억제능 관련 메커니즘을 규명하였다. HepG2 세포를 지방 부족 환경으로 만들고 isoeugenol을 처리하여 PCSK9과 LDLR, 그리고 전사인자의 단백질 및 유전자 발현 조절을 측정하였다. 독성 없는 농도의 isoeugenol(~100 μM)은 LDLR의 단백질 발현 조절에 관여하지 않았지만, PCSK9의 단백질 및 유전자 발현을 감소시켰다. Isoeugenol은 PCSK9 조절에 독립적으로 관여하는 전사인자인 HNF1α의 유전자 및 단백질 조절에는 관여하지 않았다. 따라서 isoeugenol은 SREBP2를 통해 PCSK9과 LDLR의 유전자 발현을 억제하였음을 알 수 있었다. 또한 DLPS로 지방 고갈이 유도된 HepG2 세포에 스타틴(rosuvastatin 0.2 μM)과 isoeugenol을 동시 처리했을 때, isoeugenol은 스타틴에 의해 증가한 PCSK9의 발현을 농도의존적으로 감소시켰다. 고콜레스테롤혈증 동물 모델에서도 isoeugenol의 이러한 PCSK9 억제 효능이 관찰되는지에 대한 추후 연구가 필요하다. 본 연구를 통하여 isoeugenol 은 PCSK9 억제 활성을 나타내며 스타틴 치료와 병행하여 그 한계점을 보완할 수 있는 소재로서 제안될 수 있다. Hypercholesterolemia is a major cause of a number of different chronic diseases, including atherosclerosis. Statins for the treatment of hypercholesterolemia induce transactivation of low-density lipoprotein receptor (LDLR) and proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9). PCSK9 interferes with LDL cholesterol and its receptor binding, promoting LDLR degradation and thereby increasing circulating LDL cholesterol. In the current study, HepG2 cells were treated with 10% delipidated serum (DLPS) in the presence or absence of isoeugenol. Lipid depletion increased both LDLR and PCSK9 protein expression levels in HepG2 cells, and isoeugenol inhibited PCSK9 in HepG2 cells. The objective of this study was to investigate the mechanism by which isoeugenol inhibits PCSK9 and subsequently increases LDLR protein expression HepG2 cells under lipid depletion conditions. A non-toxic level of isoeugenol reduced PCSK9 protein expression without affecting LDLR protein expression. Lipid depletion enhanced gene expression of LDLR, PCSK9, and their transcription factors SREBP2 and HNF1α in HepG2 cells. Isoeugenol significantly attenuated LDLR, PCSK9, and SREBP2 gene expression (P<0.0001), but not HNF1α. Consistently, isoeugenol also markedly reduced SREBP2 protein expression, but not HNF1α. This suggests that isoeugenol-mediated SREBP2 downregulation reduced LDLR and PCSK9 gene expression, and attenuated PCSK9 expression contributed to maintenance of LDLR protein expression in HepG2 cells under lipid depletion conditions. In DLPS-treated HepG2 cells, isoeugenol dose-dependently reduced statin-mediated elevation of PCSK9 protein expression. This study suggests isoeugenol as a potential statin co-treatment material and PCSK9 inhibitor.

부추 추출물의 PCSK9 억제를 통한 LDL 콜레스테롤 저감 효능

최효경(Hyo-Kyoung Choi),김효진(Hyo Jin Kim),황진택(Jin-Taek Hwang),정민유(Min-Yu Chung) 한국식품영양과학회 2017 한국식품영양과학회지 Vol.46 No.11

본 연구에서는 부추 추출물(Allium tuberosum, AT) 보충식이(1%, w/w)를 12주간 고지방 식이와 함께 마우스에 제공하였다. Western diet(WD)군의 마우스는 low fat diet (LD)군의 마우스보다 유의적으로 높은 총 콜레스테롤 및 LDL 콜레스테롤 수치를 보였으며, 이는 AT 보충식이에 의하여 유의적으로 감소하였다. 또한, 마우스 간 조직 내 PCSK9 유전자가 AT에 의해 유의적으로 감소하였다. 이를 통해 AT의 PCSK9 억제를 통한 LDL 콜레스테롤 저감 가능성을 확인하였다. HepG2 세포주를 지방 부족 환경으로 만들고 AT를 처리하여 PCSK9과 LDLR, 그리고 관련 단백질 및 유전자의 조절 정도를 평가하였다. 그 결과 독성 없는 농도의 AT는 LDLR 단백질 발현을 농도 의존적으로 증가시켰으며, 특히 400 μg/mL의 AT는 PCSK9 단백질 발현을 억제하였다. 유사하게 AT는 LDLR 유전자 발현량을 유의적으로 증가시켰고, PCSK9의 발현량은 유의적으로 감소시켰다. PCSK9의 억제는 SREBP2가 아닌 AT에 의해 유의적으로 감소한 HNF1α 전사인자 때문이다. AT에 의한 LDLR 유전자의 SREBP2-independent 한 조절은 추후 연구가 필요하다. 다음으로 PCSK9 억제제인 AT의 LDLR 단백질 degradation 및 단백질 합성 조절을 평가하기 위해 지방 제거 상태의 HepG2 세포에 lysosomal degradation inhibitor인 BA1과 단백질 합성 억제제인 CHX를 처리하여 LDLR 단백질 발현 변화를 관찰하였다. AT(400 μg/mL)는 LDLR 단백질의 합성 억제를 block 하였고, 이는 LDLR의 lysosomal degradation을 막음으로써 이루어짐을 알 수 있었다. PCSK9 억제는 고콜레스테롤 혈증이나 콜레스테롤 저항성치료 혹은 예방 소재 개발에서 중요한 타깃이 될 수 있으며, 부추와 같은 PCSK9 억제 활성을 지닌 천연물 혹은 식품 소재의 발굴이 기존의 치료와 병행하여 또는 독립적으로도 쓰일 수 있는 안전한 소재로써 제안될 수 있다. 추후 동물 실험에서 부추 추출물 및 활성 성분의 PCSK9 활성 억제 연구 및 나아가 부추의 PCSK9 억제를 통한 콜레스테롤 저감 효능 임상 연구 등이 제안될 수 있겠다. Accumulation of excess low density lipoprotein (LDL) cholesterol in the blood can initiate and accelerate atherosclerosis. Statins mediate the transactivation of proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9), which in turn limits their cholesterol-lowering effects via LDL receptor (LDLR) degradation. The objective of this study was to investigate whether or not Allium tuberosum (AT) regulates LDLR and PCSK9. Mice were fed a low fat control diet (LD) or Western diet (WD) supplemented with AT (1%, w/w). AT significantly attenuated total and LDL cholesterol levels in mice fed WD (P<0.05). AT also significantly inhibited hepatic PCSK9 gene expression (P<0.05) while AT maintained hepatic LDLR gene expression. To further investigate AT-mediated PCSK9 regulation, HepG2 cells were treated with 10% delipidated serum (DLPS) in the presence or absence of AT. Non-toxic level of AT dose-dependently increased the LDLR protein level, and AT at 400 μg/mL markedly inhibited PCSK9 protein expression. Similarly, AT significantly increased LDLR gene expression, whereas it significantly down-regulated PCSK9 gene expression. AT-mediated reduction of PCSK9 gene expression is likely due to decreased hepatic nuclear factor 1α (HNF1α) expression, but not SREBP2 in HepG2 cells under lipid-depleted conditions. AT-mediated PCSK9 inhibition contributed to LDLR protein stabilization via protection against LDLR lysosomal degradation in HepG2 cells under lipid-depleted conditions. Further investigation is warranted to determine the active components of AT and whether or not these components are effective in reducing hypercholesterolemia.

모시풀 추출물이 지방세포분화와 혈관신생에 미치는 영향

정민유(Min-Yu Chung),김성희(Sung Hee Kim),최효경(Hyo-Kyoung Choi),박재호(JaeHo Park),황진택(Jin-Taek Hwang) 한국생물공학회 2016 KSBB Journal Vol.31 No.3

Boehmeria nivea (L.) Gaud., a flowering plant, has been widely cultivated in Asian countries including Korea. It has been reported that B. nivea exhibits health beneficial effects for the prevention of inflammation, oxidative stress, and virusrelated diseases. In this study, we evaluated the inhibitory effect of B. nivea on adipocyte differentiation and angiogenesis. DPPH radical scavenging activities of 70% ethanol extract of B. nivea (EBN) and water extract of B. nivea (WBN) were 90.8±1.1% and 20±6.9%, respectively. EBN was also effective in the reduction of adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells. We next examined the transcriptional activity of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR-γ), a pivotal target for anti-obesity. We found that treatment with rosiglitazone induced the transactivation of PPAR-γ. Under the same condition, 800 μg/mL EBN reduced the transactivation of PPAR-γ in rosiglitazone-induced cells. These results demonstrate that EBN-inhibited adipocyte differentiation was accompanied by PPAR-γ inhibition. The study also tested whether EBN exhibits an anti-angiogenic effect by inhibiting tube formation in HUVECs. We found that EBN effectively inhibits tube formation, suggesting that EBN exhibited an anti-angiogenic effect. Taken together, B. nivea can be used as a functional food for the prevention of obesity and angiogenesisrelated diseases including cancer.

In Vitro 및 In Vivo 알코올 유도 간 손상에 대한 신선초 추출물의 효과

이정윤(Jeong Yoon Lee),안연주(Yeon Ju An),김지원(Ji Won Kim),최효경(Hyo-Kyoung Choi),이유현(Yoo-Hyun Lee) 한국식품영양과학회 2016 한국식품영양과학회지 Vol.45 No.10

본 연구에서는 다양한 약리 활성 및 항산화 활성이 높다고 보고된 신선초 추출물을 대상으로 in vitro 및 in vivo계에서 알코올성 간세포 손상을 유도하여 그 효과를 검토하였다. 알코올 산화 효소인 cytochrome P4502E1(CYP2E1)이 과발현된 HepG2 세포에서 200 mM의 알코올과 신선초 추출물을 투여하였을 때 농도 의존적으로 세포생존률 및 catalase(CAT) 활성이 증가하였다. In vitro에서 신선초 추출물의 보호 효과를 확인한 후 7주령의 C57BL/6J 마우스에 알코올과 신선초 추출물 20, 100 mg/kg BW/d를 급여한 결과 혈중 ALT, AST, GGT의 농도는 대조군보다 유의적으로 증가한 알코올군에 비해 신선초 추출물을 급여한 군에서 유의적 감소했음을 확인할 수 있었다. 그뿐만 아니라 알코올 투여로 세포변성과 지방구가 보이는 간 조직의 변화가 신선초 투여로 의해 대조군과 유사하게 관찰되었다. 항산화 효소의 변화와 지질과산화 수준은 대조군보다 알코올군이 유의적 증가했으며, 신선초 추출물 급여군에서 감소하는 결과를 보였고, 특히 신선초 20 mg/kg BW/d로 급여한 군에서 CAT, glutathione peroxidase, glutathione reductase, malondialdehyde(MDA) 등의 유의적 감소를 보였다. 이 같은 변화를 매개했다고 생각되는 CYP2E1의 발현과 활성은 대조군보다 알코올 투여군에서 유의적으로 상승하였으며, 특히 항산화 효소와 MDA 함량에서 유의적 감소했던 20 mg/kg BW/d의 신선초 투여군에서 유의적 감소하는 것으로 나타났다. 그러므로 이는 신선초 추출물에 함유된 luteolin, quercetin, chalcone 화합물 등의 성분에 의해 알코올 유도 산화적 스트레스가 감소하였다고 생각되며, 신선초 추출물은 알코올 대사과정에서 산화적 스트레스를 억제하여 간 보호 효과가 있을 것으로 생각한다. We investigated the hepatoprotective effects of Angelica keiskei Koidzumi extract (AK) in HepG2-overexpressing cytochrome P4502E1 (CYP2E1) and C57BL/6J mice. In HepG2 cells expressing CYP2E1, cell viability and catalase activity in the ethanol-AK co-treated group significantly increased compared to those in the ethanol-treated group. In the in vivo study with C57BL/6J mice, the AK-supplemented group with ethanol liquid diet showed significantly reduced hepatic markers, including serum aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, and γ-glutamyl transferase, compared to the ethanol group without AK supplementation. AK supplementation (20 mg/kg BW/d) also significantly attenuated reactive oxygen species generation and malondialdehyde level. Notably, a low dose of AK supplementation (20 mg/kg BW/d) suppressed expression of hepatic CYP2E1 and inhibited CYP2E1 enzyme activity. These data indicate that a low dose of AK supplementation could restrain alcohol-induced hepatic damage mediated by CYP2E1.

유자 에탄올 추출물의 면역력 증진 효과

양지원(Jiwon Yang),전혜린(Hyelin Jeon),유양희(Yang Hee You),김진영(Jin Young Kim),최효경(Hyo-Kyoung Choi),최경철(Kyung-Chul Choi),전우진(Woo Jin Jun),윤호근(Ho-Geun Yoon) 한국식품영양과학회 2015 한국식품영양과학회지 Vol.44 No.9

본 연구에서는 유자가 선천성 면역력에 미치는 효과를 알아보기 위하여 유자 30% 주정추출물(CJE)을 사용하였으며 선천성 면역에 중요한 역할을 하는 대식세포를 이용해 실험하였다. CJE는 마우스 대식세포인 RAW264.7에서 1,000 μg/mL의 최고 농도까지 세포독성을 보이지 않았고, 전사인자 NF-κB와 염증성 매개물질인 COX-2, PGE2의 활성 및 발현 증강에 영향을 미치며, 특히 300 μg/mL의 농도에서부터 유의적 차이를 보이는 것으로 확인되었다. 산화질소 생성능과 대식세포에서 분비되는 사이토카인인 TNF-α, IL-1β의 발현을 대조군에 비해 농도 의존적으로 증가시킨다는 결과를 얻었으나, IL-6에서는 통계적으로 약간의 유의성이 있는 증가를 보였고 IL-10은 정상대조군에 비해 거의 유의적인 차이를 보이지 않았다. CJE는 또한 NK 세포의 활성을 농도의존적으로 증가시키고 비장세포의 증식능도 농도 의존적으로 증가시킨다는 것을 확인하였다. 이러한 결과로 미루어보아 CJE는 인체의 대식세포 활성의 증가를 통해 선천성 면역력을 증가시킬 것으로 판단된다. Citrus junos Sieb. ex Tanaka has been traditionally called Yuza in Korea and is used as a cuisine material or tea as well as medicinal herb. In this study, we evaluated the immune-enhancing effect of Citrus junos ethanol extract (CJE) on RAW264.7 mouse macrophage and primary immunocytes. CJE treatment showed increased macrophage activity in a dose-dependant manner. CJE also enhanced natural killer (NK) cell activity. We measured lactate dehydrogenase (LDH) level as a measurement of NK cell cytotoxicity against YAC-1 lymphoma cells. CJE treatment showed an increased LDH level in a dose-dependent manner. Finally, we evaluated the effect of CJE on mouse primary splenocyte proliferation. CJE treatment slightly increased splenocyte proliferation compared to the control. The results of this study suggest that CJE can help immune function via macrophage cytokine production, increased NK cell activity, and splenocyte proliferation.

쓴메밀 새싹 추출물의 히스톤 아세틸화 효소 활성 저해에 의한 비알코올성 지방간 억제 효능

황진택(Jin-Taek Hwang),남태규(Tae Gyu Nam),정민유(Min-Yu Chung),박재호(Jae Ho Park),최효경(Hyo-Kyoung Choi) 한국식품영양과학회 2017 한국식품영양과학회지 Vol.46 No.2

본 연구에서는 쓴메밀 새싹 추출물(TBS)을 대상으로 histone acetyltransferase(HAT) 활성 저해능을 평가하고 oleic acid와 palmitic acid(OPA)를 이용하여 HepG2 세포에서 비알코올성 지방간을 유도하여 그 효과를 검토하였다. HeLa 세포의 nuclear extract(NE)를 HAT의 source로 하여 in vitro에서 TBS에 의한 HAT 활성 저해능을 평가한 결과 추출물의 처리에 의하여 HAT 활성이 억제됨을 관찰할 수 있었다. 또한, 대표적인 HAT 단백질인 p300과 CBP를 이용하여 동일한 방식으로 HAT 억제능을 평가한 결과 TBS처리에 의하여 두 단백질 모두 활성이 감소하였으며, 특히 TBS는 p300의 활성을 특이적으로 저해함을 확인할 수 있었다. 그뿐만 아니라 HepG2 세포에 400 μM의 oleic acid 및 100 μM의 palmitic acid와 함께 200 μg/mL, 500 μg/mL의 TBS를 처리한 후 NE를 이용하여 세포 내 HAT 활성을 측정한 결과 역시 추출물 처리에 의하여 세포 내 HAT 활성이 저해되어 있음이 관찰되었다. TBS에 의한 HAT 활성의 억제는 세포 내 다양한 단백질들의 아세틸화 저해와 지질축적에 의하여 아세틸화 변형을 일으키는 것으로 알려진 histone H3K9, H4K8의 아세틸화 및 H3K36의 아세틸화를 감소시켰으며, 세포 내 지질합성과 관련된 대표적 유전자인 SREBP1c, ACLY, FAS의 전사 활성 역시 저해함을 관찰하였다. 이와 같은 변화를 통하여 OPA에 의하여 HepG2 세포내에 축적되었던 지질은 TBS의 처리에 의하여 효과적으로 감소하였으며 이때 처리된 OPA와 소재에 의한 세포 내 독성은 관찰되지 않았다. 그러므로 이러한 결과는 TBS에 의한 HAT 활성의 저해가 히스톤 단백질의 아세틸활 변형을 억제하고 이를 통하여 지방 합성 관련 유전자들의 전사 활성을 감소시켜 결과적으로 세포 내 지질축적을 방지하는 것으로 생각되며, TBS은 비알코올성 지방간질환의 예방에 좋은 천연물 소재로 활용될 수 있을 것이라 여겨진다. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is caused by chronic lipid accumulation due to dysregulation of lipid metabolism in the liver, and it is associated with various human diseases such as obesity, dyslipidemia, hypertension, and diabetes. Histone acetylation is a representative epigenetic mechanism regulated by histone acetyltransferases (HATs) and deacetylases. We observed that tartary buckwheat sprout (TBS) suppressed lipid accumulation in HepG2 cells through its anti-HAT activity. We showed that TBS was a novel HAT inhibitor with specificity for the major HAT enzyme p300. Importantly, TBS reduced acetylation of total and histone proteins, H3K9, H3K36, and H4K8, resulting in decreased transcriptional activities of sterol regulatory element-binding protein 1c, ATP citrate lyase, and fatty acid synthase. These results suggest that TBS inhibits the NAFLD transcription-modulating activity of lipogenesis-related genes through modification of histone acetylation.

신세포암과 신우요로 상피암의 CT상 감별점

최효경,구동억,방선우,이문규,조경식,오용호 울산대학교 의과대학 1993 울산의대학술지 Vol.2 No.2

It may be difficult to differentiate renal cell carcinoma involving collecting system from renal pelvis urothelial tumor invading into renal parenchyma. The purpose of this study was to find out CT differential points of two diseases. 15 cases suggested invasion into other compartment in CT images were selected and evaluated about the presence or absence of hydronephrosis, CT renal function, renal contour changes due to mass and tentative diagnosis. Renal cell carcinoma was characterized by no hydronephrosis(80%), normal CT renal function (100%) and outward bulging mass(100%). However, renal pelvis urothelial tumor showed hydronephrosis(70%), abnormal CT renal function(60%) and preserved reniform shape(100%). In conclusion, renal contour changes and CT renal function are reliable criteria in differentiating two diseases.