Tenebrio molitor Larvae Counter Stress Response by Suppression within HPI-axis in Zebrafish

Abstract

본 연구는 water extract of Tenebrio molitor larvae (WTML)의 스트레스 예방 효과를 연구하였다. 어류에서 WTML의 스트레스 예방 효과를 알아보기 위해 제브라피시의 행동 변화와 cortisol 수치를 관찰하였다. 스트레스를 유도하기 위해 물리적 스트레스 방법인 net handling stress (NHS)를 이용하였다. NHS는 제브라피시를 4분간 공기 중에 노출시키고 3분간 물속에서 휴식, 다시 4분간 공기 중 노출시키는 방법으로 진행되었다. 6분간 WTML에 약욕 후 NHS를 유도하여 novel tank test (NTT), open field test (OFT), whole-body cortisol 수준 측정을 진행하였다. NTT와 OFT 결과, NHS를 유도한 대조군은 NHS를 유도하지 않은 정상군과 비교하여 부동 시간, meandering movement, 회전각이 증가하였고 총 이동거리, 이동속도, 상단에서의 유영 시간이 감소하는 행동 변화가 나타났다. 그러나 25-100 mg/L 농도의 WTML을 6분간 전처리한 결과 NHS로 인한 행동의 변화가 억제되었다(P <0.05). 또한 NHS를 유도한 대조군은 NHS를 유도하지 않은 정상군과 비교하여 유의성 있는 whole-body cortisol 수준의 증가가 관찰되었다. 흥미롭게도 25-100 mg/L 농도의 WTML을 6분간 전처리한 결과 대조군과 비교하여 유의성 있는 whole-body cortisol 수준의 감소가 나타났다(P <0.05). ACTH (adrenocorticotrophic hormone) challenge test 결과, ACTH 처리에 의한 whole-body cortisol 분비 증가가 WTML에 의해 현저하게 억제됨을 확인하였다(P <0.05). 이 결과는 WTML이 스트레스로 인한 cortisol의 분비를 억제하여 스트레스 예방 효과를 가지며 스트레스성 질환의 치료제 또는 기능성 소재 등의 개발에 유용하게 이용될 수 있음을 시사한다.

In this study, the antistress effects of the water extract of Tenebrio molitor larvae (WTML) were investigated. To determine the effects of WTML on fish stress, changes in whole-body cortisol levels and behavior were monitored in zebrafish. To induce physical stress, we used net handling stress (NHS). Fish were treated with WTML for 6 min before exposure to stress. Then, the fish were used for evaluation via behavioral tests, including novel tank tests and open field tests, or sacrificed for collection of the whole body fluid. Increased anxiety-like behaviors in the novel tank test and open field test under stress were recovered after treatment with WTML at 25, 50 and 100 mg/L (p < 0.05). Moreover, compared with the normal group, which was not induced by NHS, the whole-body cortisol levels of the control group were significantly increased after induction by NHS. Compared with the control group, pretreatment with WTML at concentrations of 25, 50 and 100 mg/L for 6 min significantly prevented the increase in whole-body cortisol levels induced by NHS (p < 0.05). In addition, challenge studies showed that WTML completely blocked the effects of intraperitoneally-injected adrenocorticotropin hormone (ACTH; 0.2 IU/g) on cortisol secretion. These results suggest that WTML may be a good antistress candidate, and that its mechanism of action may be related to its positive effects on cortisol release.