3T3-L1 지방세포에서 꼬물꼬시래기 [Gracilaria vermiculophylla (OHMI) PAPENFUSS] 추출물 및 분획층의 AMPK의 활성화 기전 연구

Abstract

본 연구에서는 제주도에 자생하는 식용해조류인 꼬물꼬시래기 (Gracilaria vermiculophylla (Ohmi) Papenfuss) 에탄올 추출물과 그 분획물이 3T3-L1 전구지방세포의 지방세포형성과정에 미치는 영향을 확인하였다. 꼬물꼬시래기의 에탄올 추출물과 용매분획층 (헥산, 에틸아세테이트)은 3T3-L1 전구지방세포에서 분화유도 물질 (IBMX, DEXA., Insulin)과 함께 처리했을 때 지방소적의 형성을 농도-의존적으로 감소시켰다. 또한 이들은 분화의 표적 전사인자인 PPARγ, C/EBPα 과 지방세포 특이적 단백질인 aP2의 발현을 효과적으로 감소시켜 분자적인 수준에서 전구지방세포에서 지방세포로의 분화를 억제하였다. AMP- activated protein kinase (AMPK)는 세포 내 에너지 항상성과 밀접하게 관련된 효소로서, 최근 항비만과 관련된 분자적 표적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 꼬물꼬시래기 에틸아세테이트 분획층 (GEFr)은 농도의존적으로 AMPK의 인산화와 acetyl CoA carboxylase (ACC)의 인산화를 증가시켰다. GEFr에 의한 AMPK의 활성화는 AMPK 상위 인산화효소인 LKB1의 인산화와 세포 내 ROS의 생성촉진에 의한다고 사료되었다. GEFr은 지방산 산화관련 유전자인 CPT-1, UCP2 유전자의 발현은 증가시켰으나 PGC-1α의 발현은 감소시켰다. 또한 AMPK와 관련하여 인슐린 비의존적 당 흡수에는 영향을 미치지 않았고, 지방분해를 농도 의존적으로 증가시켰다. 본 연구 결과를 바탕으로 꼬물꼬시래기 에탄올 추출물 및 그 분획층은 항비만 소재로서 개발 가능성을 제시하며, 활성성분들의 분리·동정 및 이들의 작용기전에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

Obesity results from the imbalance between energy intake and energy consumption, which may lead to a pathologic growth of adipocytes. I examined the effects of several extracts obtained from the edible seaweed Gracilaria vermiculophylla (OHMI) PAPENFUSS on the adipogenesis in 3T3-L1 preadipocytes. The ethanol extract and the subsequent solvent fractions inhibited the accumulation of lipid droplets in a dose-dependent manner in 3T3-L1 preadipocytes, which were stimulated by differentiation inducers. Among solvent fractios the ethyl acetate fraction (GEFr) elicited the most inhibitory effect which involved a significant decrease of the expressions of the key adipocyte differentiation regulator, peroxisom proliferator-activated receptor γ (PPARγ), CCAAT enhancer binding proteins α (C/EBPα) and fatty acid binding protein (aP2) by the protein level. AMP-activated protein kinase (AMPK), which is an enzyme that play a role in cellullar energy homeostasis, emerges as a possible target molecule of anti-obesity. Thus the effects of GEFr on AMPK signalling pathways were investigated. GEFr significantly activated AMPK and its substrate, acetyl-CoA carboxylase (ACC) in 3T3-L1 adipocytes. GEFr increased activation of LKB1 and stimulated the intracellular ROS generation, both of which activated AMPK. GEFr effectively increased the gene expression of carnitine palmitoyltransferase-1 (CPT-1) and uncoupling protein2 (UCP2), but not peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1α (PGC-1α). GEFr did not affeted glucose uptake in 3T3-L1 adipocytes, whereas, GEFr increased lipolysis in a dose-dependent manner. This study strongly suggested that G. vermiculophylla extract and its subsequent fractions, especially its active fraction GEFr have the potential for use in therapeutic design to improve the lipid metabolism.