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고과당 식이 흰쥐에서 누리장나무(Clerodendrum trichotomum) 추출물의 인슐린 저항성 및 지질이상혈증 개선효과

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Alternative Title
Improving effect of clerodendrum trichotomum extract against insulin resistance and dyslipidemia in high-fructose dieted rat
Abstract
대사증후군(Metabolic syndrome)은 내당능 감소, 지질이상혈증, 고혈압, 비만 등과 같은 대사이상 상태가 나타난 것을 말한다. 대사증후군의 원인은 아직 불명확하지만, 인슐린 저항성이 핵심적인 요인으로 판단되고 있고, 인슐린 저 항성은 고지혈증, 당뇨병, 심혈관질환, 비만 등과 같은 다양한 질환을 초래시 킬 수 있다. 한의약에서 누리장나무(Clerodendrum trichotomum)의 잎은 고혈 압, 편두통, 말라리아 치료에 사용되어왔다. 그래서 본 연구는 대사질환에 대 해 누리장나무 추출물의 효과를 조사한 것이다. 먼저, 누리장나무 잎 추출물 (CTE)의 총 폴리페놀 함량이 219.47±4.50 μg/mg으로 측정되었고, 항산화 효 능을 확인한 결과 DPPH 소거효능(IC50; 33.06±1.65 μg/mL), ABTS 소거효능 (IC50; 34.28±10.26 μg/mL) 및 superoxide 소거효능(IC50; 23.77±2.29 μg/mL)이 나타났다. 다음은 고과당 식이를 섭취한 동물모델에서 CTE의 효과를 검증하 였다. 실험동물은 수컷 SD계 흰쥐를 세 그룹(고탄수화물군, 고과당군, 누리장 나무군)으로 나누어 실험에 사용하였으며, 고탄수화물군(High carbohydrate, HC)은 46% 탄수화물 함유 식이, 고과당군(High fructose, HF)은 60% 고과당 함유 식이, 누리장나무군(CT)은 60% 고과당 함유 식이에 누리장나무 잎 에탄 올 추출물을 음용수(CTE 500 mg/kg/day in water)에 섞어 16주 동안 섭취하 게 하였다. 실험을 진행한 후 혈당과 인슐린 수치는 HF군과 비교했을 때 CT 군에서 현저하게 감소되어 나타났고, 인슐린 저항성은 개선되었다. 또한, CT 군에서 혈중 triglyceride, total cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol 은 감소되었고, High-density lipoprotein cholesterol은 증가한 것으로 나타났 다. 간조직에서 Hematoxylin & Eosin 및 TNF-α 표적 Immunohistochemistry 방법을 활용한 조직학적 분석을 수행한 결과 CTE가 지방 축적과 염증반응을 현저하게 감소시킨 것으로 나타났다. 더욱이, CTE는 간조직에서 sterol regulatory element binding protein 1 및 fatty acid synthetase 단백질이 감소 시켰으며, 지방산 산화와 관련한 AMP-activated protein kinase 단백질의 인 산화를 증가시켰다. 종합해보면, 이러한 결과들은 CTE가 고과당 식이로 유도 된 쥐에서 지방간과, 고지혈증 및 인슐린 저항성을 개선시킨다는 것을 제시하 고 있다. 따라서 누리장나무 잎 추출이 대사이상 예방을 위한 유용한 천연 소 재가 될 수 있을 것으로 사료된다.
Metabolic syndrome refers to a condition that includes metabolic disorders such as decreased glucose tolerance, dyslipidemia, hypertension, and obesity. Although the cause of metabolic syndrome is still unclear, insulin resistance is being evaluated as a key factor underlying its onset. Insulin resistance can cause various diseases, including hyperlipidemia, diabetes, cardiovascular disease, and obesity. Clerodendron trichotomum leaves have been used in Korean folk remedies to treat high blood pressure, migraine headaches, and malaria. In the present study, we investigated the effects of C. trichotomum extract on metabolic syndrome. Among the plant tissues, the C. trichotomum leaves extract (CTE) showed the highest total polyphenol contents (219.5±4.5 μg/mg) and antioxidant activities, such as 2,2-Diphenyl–1-picrylhydrazyl (DPPH) scavenging activities (IC50 = 33.7±1.7 μg/mL), 2,2'-azino-bis–3-ethylbenzothiazoline–6-sulphonic acid (ABTS) scavenging activities (IC50 = 34.3±10.3 μg/mL), and superoxide scavenging activities(IC50 = 23.8±2.3 μg/mL). Therefore, the subsequent animal experiment was performed using CTE in a high fructose diet animal model. Sprague-Dawley (SD) rats were divided into three groups: 46% high carbohydrate diet group (HC), 60% high fructose diet group (HF), and 60% high fructose diet with CTE (500 mg/kg/day) in drinking water (CT); the indicated diets were administered for 16 weeks. The blood glucose and insulin levels were analyzed and found to be significantly lower in the CT group compared with the HF group. Additionally, the insulin resistance (HOMA-IR) was improved in the CT group compared with the HF group. The serum triglyceride, total cholesterol, and low-density lipoprotein cholesterol contents of CT group decreased, and high-density lipoprotein cholesterol content increased comparing with those of HF group. Histological examination of liver tissue using hematoxylin & eosin staining, and immunohistochemical staining against TNF-α revealed that lipid accumulation and inflammatory response were significantly reduced by CTE administration. Western blot analysis using the liver tissue showed that CTE reduced the expressions of sterol regulatory element-binding protein (SREBP-1) and fatty acid synthetase (FAS). In addition, CTE increased the phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK), which is involved in the oxidation of fatty acid. Taken together, these results indicated that CTE improved the fatty liver, hyperlipidemia, and insulin resistance induced by a high fructose diet in rats. Altogether, this study suggests that CTEs could be a useful natural preparation for preventing metabolic disorder.
Author(s)
오정민
Issued Date
2020
Awarded Date
2020. 8
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/common/orgView/000000009681
Alternative Author(s)
Oh, Jung Min
Affiliation
제주대학교 대학원
Department
대학원 생물학과
Advisor
김세재
Table Of Contents
A B S T R A C T ⅰ
목 차 ⅲ
L I S T O F T A B L E ⅵ
LIST OF FIGURES ⅶ
Ⅰ. 서 론 1
Ⅱ. 재 료 및 방 법 3
1. 시료 채집 및 추출물 제조 3
2. 총 폴리페놀 함량 분석 3
3. HPLC 분석 4
4. 항산화 활성 분석 4
1) DPPH 소거 활성 4
2) ABTS 소거 활성 5
3) Superoxide 소거 활성 5
5. 동물사육 및 시료 투여 6
6. 혈액 채취 및 조직 적출 7
7. 내당능 검사 및 인슐린 농도 측정 7
8. 혈청의 생화학적 분석 7
9. 간 조직 관찰 8
10. 면역조직화학 염색(Immunohistochemistry, IHC) 8
11. Western blot 9
12. 통계처리 10
Ⅲ. 결 과 11
1. 누리장나무 조직별 항산화 활성 및 식물화합물 특성 11
2. 고과당 식이 흰쥐에서 CTE의 체중감소 효과 15
3. 고과당 식이 흰쥐에서 CTE의 지질이상혈증 개선 효과 17
4. 고과당 식이 흰쥐에서 CTE의 혈당 강하 및 인슐린 저항성
개선 효과 19
1) 혈당강하 19
2) 내당능개선 21
3) 혈청 인슐린 농도 감소 및 인슐린 저항성 개선 23
5. 고과당 식이 흰쥐에서 CTE의 간 기능 개선 효과 25
1) 혈청 GOP 및 GPT 활성 25
2) 간의 조직학적 변화 관찰 27
6. 고과당 식이 흰쥐 간조직의 단백질 발현에 미치는 CTE의
영향 29
Ⅳ. 고 찰 31
Ⅴ. 참 고 문 헌 35
Ⅵ. 요 약 42
Degree
Master
Publisher
제주대학교 대학원
Citation
오정민. (2020). 고과당 식이 흰쥐에서 누리장나무(Clerodendrum trichotomum) 추출물의 인슐린 저항성 및 지질이상혈증 개선효과
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General Graduate School > Biology
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