12 / 한약재물추출물의항당뇨효과 병에 있어서 간조직의 유전자 발현 및 - 효소의 활성감소로 인하여 당대사 이용률이 저하된다고 하였다 또한 가 활성화되면 혈당은 에너지 생산을 위해 사용되거나 간에 글리코겐으로 저장되기 때문에 혈당이 감소한다고 알려져 있다 따라서 당뇨로

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동빈 후
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1 한국영양학회지 (Koren J Nutr) 213; 46(2): 119 ~ ISSN / E-ISSN 한약재물추출물이간세포 Gluokinse, Pyruvte Dehydrogense, Aetyl-CoA Croxylse mrna 발현에미치는영향 * 김현숙 1 김태우 1,2 김대중 1,2 이재성 2 최면 1,2 강원대학교웰빙특산물산업화지역혁신센터, 1 강원대학교생명건강공학과 2 Effets of mediinl her wter extrts on expression of hepti gluokinse, pyruvte dehydrogense nd etyl-coa roxylse mrna* Kim, Hyun Sook 1 ㆍ Kim, Te Woo 1,2 ㆍ Kim, De Jung 1,2 ㆍ Lee, Je Sung 2 ㆍ Choe, Myeon 1,2 1 Well-eing Bioproduts RIC Center, Kngwon Ntionl University, Chunheon 2-71, Kore 2 Deprtment of Bio-Helth Tehnology, Kngwon Ntionl University, Chunheon 2-71, Kore ABSTRACT We studied the nti-dieti effets of mediinl her wter extrts on expression of hepti gluokinse (GCK), pyruvte dehydrogense (PDH), nd etyl-coa roxylse (ACC) mrna. The mediinl hers used for experiments were Cornus offiinlis (CO), Peoni suffrutios Andrews (PSA), Disore jponi Thun. (DJ), Rehmnni glutinos (RG), Lyium hinense (LC), nd Pyrus pyrifoli (PP). For GCK mrna expression, CO, RG, nd LC wter extrts exhiited more effetive tivity thn other extrts. Cells treted with RG nd LC wter extrts showed n inrese in expression of PDH mrna to 191% nd 124%, respetively, ompred to ontrol. Expression of ACC mrna ws signifintly higher in LC wter extrt. These dt indite tht CO, RG, nd LC wter extrts stimultes expression of hepti GCK, PDH, nd ACC mrna. (Koren J Nutr 213; 46(2): 119 ~ 125) KEY WORDS: nti-dieti, gluokinse, pyruvte dehydrogense, etyl-coa roxylse, mediinl her. 서론 형 당뇨병은 현재 세계적으로 급격히 증가하고 있는 추세이다 형 당뇨병의 치료는 식이요법 및 약물요법을 적용하는데 약물의 경우 주로 당 분해 관련 효소를 억제하여 혈당의 급격한 상승을 억제하고 당의 체내 이용을 낮출 수 있는 원리를 이용한다 그러나 지금까지 개발된 약물의 경우 설사와 복통 등의 부작용을 유발하므로 이를 보완하기 위하여 당뇨조절을 위한 건강기능식품에 대한 개발이 요구된다 최근 한약재를 이용하여 당대사 관련 효소의 활성을 변화시킴으로서 혈당강하작용을 나타낼 수 있다는 연구들이 몇몇 보고되었다 홍삼 사포닌 성분은 의 활성을 증가시키고 상승된 - 활성을 낮추어 혈당강하효과를 나타내었다고 하였다 구기자 분획물은 당뇨쥐의 활성을 증가시켰으며 참당귀 에탄올 추출물은 당뇨로 인해 저하된 - - 효소의 활성 회복에 효과적이었다고 하였다 등 은 - 활성 증가로 간세포내로 들어온 당이 분해되어 혈당이 감소되었고 등 은 화살나무뿌리 물 추출물 섭취 후 심장조직의 - 활성이 증가되어 항당뇨 소재로서의 가치가 높다고 보고하였다 한편 당뇨환자의 인슐린에 대한 내성은 당대사에 관여하는 효소인 등의 활성 저하가 그 요인이며 당뇨 접수일 : 년 월 일 수정일 : 년 월 일 채택일 : 년 월 일 * - - : 213 The Koren Nutrition Soiety

2 12 / 한약재물추출물의항당뇨효과 병에 있어서 간조직의 유전자 발현 및 - 효소의 활성감소로 인하여 당대사 이용률이 저하된다고 하였다 또한 가 활성화되면 혈당은 에너지 생산을 위해 사용되거나 간에 글리코겐으로 저장되기 때문에 혈당이 감소한다고 알려져 있다 따라서 당뇨로 인해 활성이 저하된 간세포의 효소 활성을 증가시키는 것은 당뇨병 치료를 위해 매우 중요한 것으로 판단된다 산수유 Cornus offiinlis 는 예로부터 한방에서 수렴 신정과 신기보강 강음 등의 효능이 있는 것으로 전해져 오고 있다 산수유에 대하여 항아세틸콜린 및 항바륨작용 동물에서의 항당뇨 및 항산화작용 혈액내 콜레스테롤 감소작용 항균 및 항산화작용 등 다양한 약리작용에 대한 연구가 이루어져 왔다 목단피 Peoni suffrutios 는 한방에서는 소염 해열 진통제 등으로 사용하고 있는 중요한 한약재이며 항돌연변이원성 항염증 작용 항산화 작용 혈당강하 에 관한 연구가 보고된 바 있다 산약 Disore jponi Thun. 혹은 참마는 백합목 마과 식물로 주성분은 전분이고 이외에도 등이 존재하는 것으로 알려져 있다 한방에서는 자양작용 소화촉진 지사 진해 등의 치료를 목적으로 사용하고 있고 민간에서는 당뇨병 환자를 포함한 혈당을 염려하는 사람들이 혈당을 올리지 않고 배고픔을 조절하기 위한 목적으로 많이 응용되고 있다 숙지황 Rehmnni glutinos 의 약리적 효능으로는 보혈 강장 강심 혈압강하 체액증진작용이 알려져 있다 과 은 숙지황이 유발 고혈당 흰쥐의 혈당강하작용이 우수하였다고 보고하였으며 또한 고혈압억제효과 항산화효과 등이 보고되었다 지골피 Lyium hinense 는 가지과 에 속하는 구기자나무의 근피를 말린 것으로 약리작용으로는 간보호효과 항산화효과 혈당강하작용이 보고되었다 야생배 Pyrus pyrifoli 는 돌배나무 종으로써 한방에서 가래 기침 숙취 해열 이뇨 및 변비 등의 치료에 사용되어 왔다 특히 배에서 분리된 폴리페놀은 면역강화 콜레스테롤 감소 항산화활성 등이 우수한 것으로 보고되어 있다 그러나 앞서 소개된 한약재들의 항당뇨 기전에 대한 체계적인 연구는 미비한 실정이며 건강 기능성 식품에 적용시키기 위한 생리활성의 검색을 위해서는 더 많은 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다 본 연구에서는 산수유 목단피 산약 숙지황 지골피 야생배 물 추출물을 세포 처리한 후 세포내 당의 이용률을 증가시킬 수 있는 주된 효소인 - 및 - 발현 정도를 측정하였다 재료및방법 추출물의제조산수유 목단피 산약 숙지황 지골피 야생배는 춘천시 소재 건재상에서 국내산 시료로 구입하여 수세한 후 배 증류수 를 가하여 에서 시간 동안 교반하면서 유효성분을 추 출하였다 이를 실온에서 방냉하고 여과한 다음 감압농축기 로 농축하였고 동결 건조기 를 이용하여 에서 건조한 시료를 냉동보관하면서 적당한 농도로 희석하여 사용하였다 세포배양인간 간암세포주 는 한국세포주은행 에서 분양받았으며 - 배지에 - - 와 - 을 첨가하여 조건에서 배양하였다 세포생존율세포 생존율은 환원 방법을 이용하여 측정하 였다 세포를 - 에 농 도로 μ 분주한 뒤 시간 동안 배양한 후 와 - - 이 첨가되지 않은 배지에 각 시료를 농도 별 로 제조한 후 세포에 처리하여 배양기에서 시간 동안 배양하였다 이후 의 분의 에 해당하는 용액 을 가하고 에서 시간 더 배양하여 를 환원시켜 생성된 을 조심스럽게 제거하였다 그런 다음 암조건에서 분간 건조한 후 - 를 μ 분주하여 시간 동안 혼합한 후 에 서 흡광도를 측정하였다 Totl RNA 추출및 DNA 합성 세포를 - 에 분주하여 시간 동안 배양한 후 한약재 물 추출물을 각 농도별로 처리 하였고 시간 동안 더 배양하였다 각 추출물이 함유된 배지 를 제거한 후 를 각 에 μ 씩 분주 하여 세포를 한 후 보관하였다 보관된 시료를 실온 에서 녹인 후 μ 분주하여 초간 혼합하였 다 그 후 에서 분간 원심분리하여 상층액을 - μ 이 들어 있는 튜브에 옮겨 섞었다 다시

3 한국영양학회지 (Koren J Nutr) 213; 46(2): 119 ~ 125 / 121 에서 분간 원심분리하였고 그 상층액을 제거한 후 과 를 로 섞어 만든 를 각 튜브에 씩 분주하여 에서 분간 원심분리한 뒤 상층액을 제거하여 실온에서 건조시켰다 를 μ 씩 분주하여 녹인 후 μ 에 를 μ 첨가하여 에 서 흡광도를 측정하여 를 정량하였다 를 이용하였 다 μ μ μ 추출한 μ 와 로 μ 을 맞 추고 에서 분간 반응시킨 후 배 - 완충용액 - 를 합성하기 위하여 - μ μ μ - μ 를 섞어 μ 씩 각 에 더한 후 에서 분 에서 분간 반응시켜 - 를 합성하였다 실험에 사용한 는 에서와 같다 RT-PCR 당 대사 관련 주요 효소들의 발현량을 측정하기 위 하여 로 - 을 실시하였다 μ μ μ 와 μ 를 각각 μ 합성한 - μ 를 에 넣은 후 을 실행하였다 조 건은 에서 분 에서 초 에서 초 그 리고 에서 초 에서 분 이었다 내부표준 유전자인 조건은 에서 분 에서 초 에서 초 그리고 에서 초 - 에서 분 이었다 산물은 - 첨가한 에 에서 분간 전기영동한 후 자외선 광으로 유전자 발현정도를 알아보았다 그 밴드의 강도를 소프트웨어에 의해 정 량하였다 Tle 1. PCR primer sequenes GK Gene Primer Sequene 1) PDH ACC 18S Forwrd Forwrd Forwrd Forwrd 1) Primers re shown 5 3 GCT CAC TCA GGA CTT TGA TGC AGC CAC TCA GTG ATG GTA TGG AAT CCA ACT GGT TAC TTT TGA AGA AAG AGC TGA GCA GCT GTG TAA CTC CTG CTC ATC ACA GTA TG GCA AGG CTA CTA AGG CAG G GAG CCT GAG AAA CGG CTA C CCC ATT ATT CCT AGC TGC G 통계분석실험결과에 대한 통계처리는 프로그램을 이 용하여 평균 ± 표준오차로 표시하였다 각 농도 평균차는 - 분석을 실시하였으며 < 수준에서 - 로 검정하였다 결 세포독성 종 한약재 물 추출물의 세포독성을 알아보기 위해 세포에 농도 범위에서 세 포 생존율을 측정한 결과는 과 같다 대조구와 비교했을 때 산수유 목단피 산약 숙지황 지골 피 야생배 물 추출물 모두 농도에서 는 이상의 높은 세포 생존율을 나타내었다 그러나 목단 피와 지골피는 고농도인 에서 대조구와 비교 했을 때 이하 생존율로 세포독성을 나타내었다 이러한 결 과를 바탕으로 세포내 발현량을 측 정하기 위한 각 추출물의 농도를 세포 생존율에 영향을 주지 과 않는 농도 범위에서 진행하였다 Gluokinse mrna 발현 세포에 한약재 물 추출물을 처리한 후 발현 정도를 측정한 결과는 와 같다 각 소재들의 물 추 출물을 농도로 처리하였을 때 산수유 목단피 산약 야생배 의 발현량 은 농도 의존적으로 증가되었다 저농도인 에서는 숙 지황 물 추출물의 발현량이 로 가장 높게 나타났고 < 야생배 는 로 가장 낮은 수 준을 보였다 에서는 숙지황 과 지골피 물 추 출물에서 각각 로 높았으며 에서는 산수 유 > 목단피 > 야생배 > 산약 > 지골피 > 숙지황 순으로 발현이 증가되었다 결과적으로 세포내 발현량을 증가시킬 수 있는 소재로 산수유 목 단피 숙지황 등을 꼽을 수 있겠다 Pyruvte dehydrogense mrna 발현한약재 물 추출물의 발현 정도를 측정한 결과 는 과 같다 각 소재들을 대조구와 비교했을 때 에서는 거의 활성을 나타내지 않았지만 에서는 지골 피 와 숙지황 물 추출물의 발현량이 증가되었고 에서는 지골피 숙

4 122 / 한약재물추출물의항당뇨효과 d d d Cell viility (%) d d d d d Control 25 ppm 5 ppm 1, ppm 2,5 ppm 5, ppm Fig. 1. Effet of mediinl her wter extrts on the ell viility in HepG2 ells. Results re from three experiments nd expressed s Men ± SE (n = 3). Mens with the different letters re signifintly different y Dunn s multiple rnge test (p <.5). CO: Cornus offiinlis, PSA: Peoni suffrutios Andrews, DJ: Disore jponi Thun, RG: Rehmnni glutinos, LC: Lyium hinense, PP: Pyrus pyrifoli GK 18s 25 Control Fold-indution of GK mrna expression (% of ontrol) d 1 ppm 25 ppm 5 ppm Fig. 2. Gluokinse mrna expression of the wter extrts from mediinl hers. Results re from three experiments nd expressed s Men ± SE (n = 3). Mens with the different letters re signifintly different y Dunn s multiple rnge test (p <.5). CO: Cornus offiinlis, PSA: Peoni suffrutios Andrews, DJ: Disore jponi Thun, RG: Rehmnni glutinos, LC: Lyium hinense, PP: Pyrus pyrifoli. 지황 산약 물 추출물의 발현량이 높게 나타났다 한편 산수유 목단피 야생배 물 추 출물은 농도가 증가할수록 활성을 점차적으로 감소시켰 고 에서는 대조구보다 낮은 수준의 활성을 보였다 따 라서 발현량을 효과적으로 높일 수 있는 소재는 지골피와 숙지황으로 사료된다 Aetyl-CoA roxylse mrna 발현 세포에 다양한 농도 로 한약재 물 추출물을 처리한 후 발현 정도를 측정한 결과는 와 같다 농도로 처리하였을 때 지골피 숙지황 산약 순으로 발현을 증가시키는 것으로 나타났다 농도에서는 지골피 와 숙지황 물 추출물로 처리했을 때 각각 로 나타났다 그러나 농도에서는 발현량이 대조구 보다 약간 낮거나 유사한 수준을 나타내었다 이상의 결과에서 세포내 효소의 활성을 가장 높일 수 있는 소재는 지골피로 나타났다

5 한국영양학회지 (Koren J Nutr) 213; 46(2): 119 ~ 125 / 123 PDH 18s Control Fig. 3. Pyruvte dehydrogense mr- NA expression of the wter extrts from mediinl hers. Results re from three experiments nd expressed s Men ± SE (n = 3). Mens with the different letters re signifintly different y Dunn s multiple rnge test (p <.5). CO: Cornus offiinlis, PSA: Peoni suffrutios Andrews, DJ: Disore jponi Thun, RG: Rehmnni glutinos, LC: Lyium hinense, PP: Pyrus pyrifoli. Fold-indution of PDH mrna expression (% of ontrol) ppm 25 ppm 5 ppm ACC 18s Fig. 4. Aetyl-CoA roxylse mr- NA expression of the wter extrts from mediinl hers. Results re from three experiments nd expressed s Men ± SE (n = 3). Mens with the different letters re signifintly different y Dunn s multiple rnge test (p <.5). CO: Cornus offiinlis, PSA: Peoni suffrutios Andrews, DJ: Disore jponi Thun, RG: Rehmnni glutinos, LC: Lyium hinense, PP: Pyrus pyrifoli. Fold-indution of ACC mrna expression (% of ontrol) d Control 1 ppm 25 ppm 5 ppm 고찰 당뇨병은 췌장의 β- 기능저하로 인해 당 대사와 관련된 효소의 활성을 정상적으로 유도하지 못하는 질환으로 에너지원으로 사용되어야 하는 당이 세포 속으로 충분히 흡수되지 못하므로 당의 이용률이 낮아져 혈당치가 높아지는 질병이다 본 연구에서는 산수유 목단피 산약 숙지황 지골피 야생배 물 추출물이 당대사 관련 효소인 발현정도에 미치는 영향을 검토하였다 세포는 일반 의 기능을 모두 가지고 있고 증식률이 빠르기 때문에 대사 관련 연구에서 매우 선호하는 세포이다 최근 - 세포를 이용하여 대사성 증후군인 당뇨 비만을 연구하는 보고들이 늘고 있다 등 은 당뇨치료제 을 세포에 처리한 후 - - 활성이 증가되었다고 보고하였고 등 은 잔대 추출

6 124 / 한약재물추출물의항당뇨효과 물을 세포에 처리하여 항비만 항고지혈증 효과가 있음을 보고하였다 본 연구에서도 세포를 이용하여 종 한약재의 항당뇨 기능성을 과학적으로 입증하였다 당뇨병에 걸리게 되면 활성이 현저히 감소되고 - 은 혈당상승을 유발하는 것으로 알려져 있다 따라서 활성을 증가시키는 것은 당뇨병 치료에 매우 중요한 것이며 본 연구에서는 산수유 목단피 숙지황 물 추출물에서 발현량이 현저히 증가되었다 당뇨병과 의 활성에 대한 연구에서 와 는 형 당뇨유발 흰쥐에게 을 섭취시켰을 때 효소의 활성이 약 배 증가되었다고 보고하였고 등 은 - 과 이 활성을 유의적으로 증가시켰고 증가는 혈당감소로 이어졌다고 보고하였다 등 은 자단껍질이 당뇨유발 흰쥐에서는 효소의 활성을 증가시켰고 - - 효소의 활성은 감소시켰다고 하였다 등 은 세포에서 길경 분획물이 발현을 증가시켰다고 하여 본 연구와 유사한 경향이었으며 이는 베타세포의 기능을 향상시켜 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 향상시켰기 때문이라 보고하였다 등 은 당뇨유발 흰쥐의 활성 및 발현은 정상쥐에 비하여 낮았지만 인슐린 투여 후 증가되었으며 인슐린은 효소의 합성을 증가시키는 것으로 보고하였다 이러한 관점에서 본 연구에서 사용된 산수유 목단피 숙지황 물 추출물의 발현 증가는 당뇨증상을 개선해 줄 수 있는 천연소재로 활용될 수 있음을 시사해 주고 있다 간의 및 활성은 당뇨에 걸려 있을 때는 낮아져 고혈당의 원인이 된다 결과적으로 이들 효소들의 활성 증가가 당뇨를 개선해 줄 것으로 사료된다 본 연구에서는 지골피 숙지황 물 추출물이 발현을 증가시켰으며 지골피 물 추출물은 발현을 증가시켰다 당대사 관련 효소에 대한 연구에서 등 과 등 은 홍삼 사포닌 성분과 동충하초 분획물이 와 를 활성화시켜 당뇨를 개선시킬 수 있다고 보고하였고 등 은 백복령 목단피는 활성을 증가시켰으며 택사는 활성을 증가시켰다고 하였다 항당뇨 약제인 은 활성을 증가시켰다는 보고하였으며 등 은 지골피 물 추출물 처리에 의해 활성이 증가하였다고 보고하였다 본 연구에서 지골피 물 추출물의 발현은 농도에서 대조군과 비교하여 증가되었으며 이는 지골피 물 추출물이 당뇨개선을 위한 항당뇨 소재로서의 가능성을 제시하고 있다 결론적으로 본 연구에 사용된 한약재 가운데 산수유 숙지황 및 지골피 물 추출물은 당뇨로 인해 활성이 낮아진 발현을 가장 뛰어나게 증가시킴으로서 흡 수된 당의 이용과 지방산 합성에 보다 유리하게 작용하여 혈 당의 급격한 상승을 억제시킬 수 있을 것으로 판단된다 추후 선발된 소재의 배합비를 결정하여 연구를 진행한다면 더 높은 수준의 항당뇨 소재 개발에 활용될 수 있을 것이다 요 본 연구에서는 산수유 목단피 산약 숙지황 지골피 야생배 의 한약재 물 추출물이 당대사 관련 효소인 발현정도에 미치는 영향을 측정하였다 세포 에 대한 세포독성을 측정한 결과 발현량을 측정하기 위한 물 추출물의 농도 범위는 세포 생존 율에 영향을 주지 않는 로 결정하였다 발현은 에서 숙지황 물 추출물이 로 가 장 높게 나타났고 에서는 숙지황과 지골피 물 추출 물이 각각 로 높았으며 에서는 산수유 목단피 야생배 산약 지골피 숙지황 의 순으로 발현이 증가되었다 발현량은 농도에서 지골피 숙지황 물 추출물에서 각각 증가되었고 에서는 지 골피 숙지황 물 추출물에서 각각 증가되었다 발현량은 에서 지골피 숙지황 로 가장 높게 나타났다 결과적으로 발현량을 증가시킬 수 있는 소재로 산수유 숙지황 지골피 등 을 꼽을 수 있겠으며 이들 소재들은 식후 혈당상승을 억제할 수 있는 항당뇨 천연소재로 이용될 수 있음을 제시하였다 약 Literture ited 1) Egede LE, Ellis C. Dietes nd depression: glol perspetives. Dietes Res Clin Prt 21; 87(3): ) Joo CN, Koo JH, Lee HB. Study on the hypoglyemi tion of the ft solule frtion of Pnx ginseng C.A. meyer in streptozotoin indued dieti rts. Koren J Ginseng Si 1993; 17(1): ) Joo CN, Kim SJ. Hypoglyemi tion of the ft solule frtion of Pnx ginseng C.A. meyer in streptozotoin indued dieti rts. Koren J Ginseng Si 1993; 17(2): ) Kim OK. Antidieti nd ntioxidtive effet of Lyii frutus in streptozotoin-indued dieti rts. Koren J Phrmogn 29; 4(2): ) Prk MJ, Kng SJ, Kim AJ. Hypoglyemi effet of Angeli gigs Nki extrt in streptozotoin-indued dieti rts. Koren J Food Nutr 29; 22(2): ) Tked Y, Inoue H, Honjo K, Tniok H, Dikuhr Y. Dietry response of vrious key enzymes relted to gluose metolism in norml nd dieti rt liver. Biohim Biophys At 1967; 136 (2):

7 한국영양학회지 (Koren J Nutr) 213; 46(2): 119 ~ 125 / 125 7) Hung TH, Yng Q, Hrd M, Ueri J, Rdford J, Li GQ, Ymhr J, Roufoglis BD, Li Y. Sli olong root improves rdi lipid metolism in Zuker dieti ftty rts: modultion of rdi PPAR-α-medited trnsription of ftty id metoli genes. Toxiol Appl Phrmol 26; 21(1-2): ) Kng SY, Peng JR, Seo KS, Woo JT, Kim SW, Yng IM, Kim JW, Kim YS, Kim KW, Choi YK. Regultion of gluokinse gene expression nd tivity in the liver of dieti rts. Koren J Med 1994; 47(2): ) Lee EB, Choi BC, Cho TS. Phrmologil studies on ether frtion of Corni frutus. Ykhk Hoeji 1985; 29(1): 1-1 1) Kim OK. Antidieti nd ntioxidtive effets of Corni frutus in streptozotoin-indued dieti rts. J Koren Oil Chem So 25; 22(2): ) Joo HK, Jng DJ. Effets of Shnshuyu (Cornus offiinlis Sie) te nd mrket tes feeding on the hemtology nd liver funtion of rt. Koren J Diet Cult 1989; 4(3): ) Seo KI, Lee SW, Yng KH. Antimiroil nd ntioxidtive tivities of Corni frutus extrts. 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Journal of Life Science 2011 Vol. 21. No. 8. 1120~1126 ISSN : 1225-9918 DOI : http://dx.doi.org/10.5352/jls.2011.21.8.1120 μ μ μ α β Journal of Life Science 2011, Vol. 21. No. 8 1121 μ μ 1122 생명과학회지 2011,