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ISSN : 1229-1153(Print)
ISSN : 2465-9223(Online)
Journal of Food Hygiene and Safety Vol.35 No.1 pp.93-101
DOI : https://doi.org/10.13103/JFHS.2020.35.1.93

Inhibitory Effect of Purple Corn ‘Seakso 1’ Husk and Cob Extracts on Lipid Accumulation in Oleic Acid- Induced Non-Alcoholic Fatty Liver Disease HepG2 Model

Ki Yeon Lee1, Tae hee Kim1, Jai Eun Kim1, Son wha Bae1, A-Reum Park1, Hyo Young Lee1, Sun jin Choi1, Jong yeol Park2, Soon bae Kwon1, Hee Yeon Kim1*
1Agriproduct Processing Experiment Station, Gangwon-do Agricultural Research and Experiment Services, Korea
2Hongcheon Maize Experiment, Gangwon-do Agricultural Research and Experiment Services, Korea
Correspondence to: Hee Yeon Kim, Agriproduct Processing Experiment Station, Gangwon-do Agricultural Research and Experiment Services, Chuncheon 24203, Korea Tel: +82-33-248-6526, Fax: +82-33-248-6555 E-mail: heeya80@korea.kr
November 25, 2019 November 28, 2019 December 19, 2019

Abstract


Seakso 1, a maize hybrid, was developed in 2008 by Gangwon Agricultural Research and Extension Services in Korea and registered in 2011. It is single-cross hybrid, semi-flint, deep-purple variety of corn, variety of are yellow, while the husks and cobs are purple. Due to the sensitivity of Seakso 1 to excess moisture after seeding, water supply should be carefully managed, and it should be harvested at a suitable time to obtain the highest anthocyanin content. This study investigated the hepatoprotective effect of Saekso 1 corn husk and cob extracts (EHCS) in oleic acid-induced non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in HepG2 cells. EHCS showed a high level of lipid accumulation inhibiting effect. EHCS also suppressed triglyceride accumulation and inhibited expression of lipid marker genes, such as sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c) and sterol regulatory element binding protein-1a (SREBP-1a). Analysis by western blot of the expression of p-AMPK, p-SREBP1, PPARα, and FAS proteins showed that the incidence of SREBP1 protein, a major factor involved in lipid metabolism in the liver, has decreased significantly after treatment with the extracts. Moreover, the protein-induced expression of FAS, a major enzyme involved in the biosynthetic pathways of fatty acids, was decreased significantly in all concentrations. These results suggest that EHCS is a potent agent for the treatment of NAFLD.



올레산 유도 비알코올성 지방간세포에서 자색옥수수 색소 1호 포엽과 속대 추출물의 지질 축적 억제 효과

이 기연1, 김 태희1, 김 재은1, 배 선화1, 박 아름1, 이 효영1, 최 성진1, 박 종열2, 권 순배1, 김 희연1*
1강원도농업기술원 농식품연구소
2강원도농업기술원 옥수수연구소

초록


    Ministry of Trade, Industry and Energy
    Korea Institute for Advancement of Technology

    지방간은 지방이 차지하는 비율이 5% 이상인 상태로 주 로 중성지방, 인지질 및 에스터형 콜레스테롤이 과량 축 적된다. 지방축적 유발위험인자로는 알코올과 비만, 당뇨, 고지혈증, 고혈압 등 체내 대사이상을 들 수 있다. 비알코 올성 지방간질환(non-alcoholic fatty liver disease)은 1980 년대 음주를 하지 않은 비만한 여성 환자에게서 나타난 알콜성 간염 소견을 갖는 새로운 증후군으로 알려지게 되 었다. 천천히 발생되는 만성질환으로 비만, 당뇨, 고지혈 증, 고혈압 등 대사 증후군과 같은 다른 질환을 동반하는 경우가 많아 치료 약제 개발이 쉽지 않고, 현재까지 효과 적인 치료 약제도 없는 실정이다. 현재 식품의약품안전처 에 등록된 간기능개선 기능성 원료 11개 중 비알코올성 지 방간 개선 효과로 인정받은 추출물은 댕댕이나무열매추출 분말(제2019-19호)로 비알코올성 지방간 기능성원료의 개 발은 전무한 상황으로 이와 관련된 소재개발이 지속적으 로 요구되고 있다.

    비알코올성 간 손상의 원인으로는 영양 과잉으로 인한 간 내 지방축적 증가와 간 내 산화스트레스 증가 및 간세 포 손상으로 알려져 있다. 영양과잉으로 인한 간 내 지방축 적의 경우 sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c)와 carbohydrate response element binding protein (ChREBP)이 활성화되어 지방산 합성을 촉진하는 유전자 발 현이 증가되며, 지방산 합성 증가로 생성되는 말로닐-CoA (malonyl-CoA)이 CPT-1 (carnitine palmitoyl transferase-1)의 작용을 억제하여 미토콘드리아에서 지방산 베타-산화를 감 소시켜 결국 간 내 지방축적이 촉진되는 것이다1).

    본 연구에 사용된 자색옥수수 색소 1호는 강원도 농업 기술원 옥수수연구소에서 개발한 품종으로 알곡은 노란색 이고 속대와 포엽은 자색으로 2014년 품종등록 되었다(제 4967호). 자색옥수수 색소 1호 품종은 포엽과 속대에 안 토시아닌을 고함유하는 것을 특징으로 하며, 총안토시아 닌 함량은 8.61%로 보고되었다2). 자색옥수수의 부위별 안 토시아닌 함량분석에 관한 연구에서 자색옥수수의 포엽, 속대, 잎에서 C-3-G를 포함한 10종의 안토시아닌 색소가 확인되었으며, 자색옥수수 속대의 1% citric acid를 포함한 60% 에탄올 추출물에서 C-3-G를 포함한 9개의 안토시아 닌 색소가 확인되었다3,4). 자색옥수수의 주요 기능성으로는 항산화, 항세균성, 항돌연변이, 항암활성, 항당뇨, 항비만 효 과 등이 있으며5,6), 안토시아닌의 항산화 활성 효과면에서 주로 활성산소 제거능, 지질과산화물 생성억제의 효과 등 이 보고되었다7,8). 본 연구는 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 간 조직 내에서 지방산의 합성 및 산화 등 지질 대사에 관여하는 유전자와 단백질 발현에 미치는 영 향을 확인하기 위하여 수행되었다. 본 연구의 결과는 향후 자색옥수수 색소 1호의 비알코올성 간 보호 기능성 식품 개발에 관한 기초자료로 제공하고자 한다.

    Materials and Methods

    실험재료

    본 실험에 사용된 자색옥수수 색소 1호 품종은 2016년 도에 강원도농업기술원 옥수수연구소에서 표준재배법에 준하여 재배되었다. 재배된 자색옥수수 색소 1호를 수확 하여 수염과 외피를 제거하고 건조하여 포엽과 속대를 분 리한 다음 분쇄하여 추출시료로 사용하였다. 옥수수 포엽 과 속대 건조분말시료 500 g에 0.1% citric acid가 함유된 30% 에탄올을 10 L씩 첨가하고 12시간 동안 상온 교반하 여 3회 반복 추출하였다. 추출액을 여과하여 감압농축하 고 부형제로 30% dextrin을 첨가한 다음 분무건조하여 HepG2 세포 내 지방생성억제효능 검정용 시료로 사용하였다.

    세포배양 및 추출물 처리

    본 실험에 사용된 HepG2 (HB-8065)는 인체 유래 간암 세포주이며, 세포는 미국 세포 은행인 American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA, USA)로부터 구입 하였다. HepG2 세포에 10% fetal bovine serum과 trypsin- EDTA 및 penicillin-streptomycin이 첨가된 Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)를 넣고 5% CO2, 37°C의 조건하에서 배양하였다. HepG2 세포를 6-well plate에 5×106 cells/well의 농도로 분주하고 24시간 배양하였다. 배양된 세 포에 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물을 0, 100, 500, 1,000 μg/mL의 농도로 처리한 후, 세포 내 지질 축척을 유도하기 위하여 0.2 mM 농도의 oleic acid (Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)를 처리하고 24시간 동안 배양하였다.

    세포 독성 분석

    자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물의 세포 독성 은 EZ-CYTOX assay kit (DAEILLAB SERVICE co., Ltd., Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였다. 세포 배양액 을 96-well plate에 1 × 105 cells/well의 농도로 100 μL씩 분주하여 37°C, 5% CO2 incubator에서 24시간 배양한 다 음 농도별 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물(0, 10, 50, 100, 500, 1,000 μg/mL)을 각 well에 10 μL씩 첨 가하고 24시간 배양하였다. 배양 후 EZ-cytox reagent 10 μL 를 각 well에 분주하고 4시간 배양한 다음 ELISA reader (FLUOstar Omega, BGM LABTECH, Ortenberg, Germany)를 사용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다.

    Oil Red O 염색

    추출물 및 oleic acid 처리하고 24시간 후 배지를 제거 한 뒤 10% formaldehyde 용액을 30분간 처리하여 세포를 고정시켰다. 상온에서 고정한 뒤 용액을 제거하고 phosphatebuffered saline (PBS)으로 2번 세척한 다음 70% 알코올로 2번 세척한 후 Oil Red O (Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)용액을 이용하여 염색을 실시하였다. 염색된 세포를 광학현미경(AG Axio Observer D1 Inverted Microscope, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany)을 통하여 200배 배율로 이미지를 관찰하였으며 염색된 지방구(lipid droplet)는 isopropyl alcohol 용액으로 용해시켜 510 nm에서 흡광도 (xMarkTM microplate absorbance spectrophotometer, Bio- Rad, Tokyo, Japan)를 측정하고 세포내 지방축적 억제 정 도를 측정하였다.

    Nile Red 염색

    추출물 및 oleic acid 처리하고 24시간 후 배지를 제거 한 뒤 10% formaldehyde 용액을 30분간 처리하여 세포를 고정시켰다. 상온에서 고정한 뒤 용액을 제거하고 phosphatebuffered saline (PBS)으로 2번 세척한 다음 70% 알코올로 2번 세척한 후 Nile Red (Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)용액을 이용하여 염색을 실시하였다. 염색된 세포는 형광현미경을 통해 200배 배율로 이미지를 관찰하였다.

    Real-time PCR을 이용한 유전자 발현 측정

    Real-time PCR을 이용한 유전자 발현 측정은 24시간 배양 된 세포에서 TRIzol reagent (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) 를 이용하여 RNA를 추출하고 total RNA를 정량하였다. 추 출된 RNA를 DNase가 포함되어 있는 High capacity cDNA Reverse Transcription Kits (Applied Biosystems Inc., Carlsbad, CA, USA)를 이용하여 정량하여 cDNA로 합성하고, SYBR Green과 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), carnitine palmitoyltransgerase 1A (CPT-1), peroxisome proliferator activated receptor α (PPARα), peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ), acetyl-CoA carboxylase alpha (ACC), stearoyl-CoA desaturase (SCD), fatty acid synthase (FAS), microsomal trigryceride transfer protein (MTTP), CD36 molecule (CD36), sterol regulatory elementbinding protein-1a (SREBP-1a), sterol regulatory elementbinding protein-1c (SREBP-1c), CCAAT/enhancer-binding protein α (C/EBPα) primer를 이용하여 real-time PCR (StepOne Real-time PCR system, Applied Biosystems Inc., Carlsbad, CA, USA)을 수행하였다9). 대조군 유전자로는 GAPDH를 사용하 였으며 해당 유전자의 primer 및 sequence는 Table 1과 같다.

    Western blot을 통한 단백질 발현 측정

    배양된 HepG2 세포에 추출물 처리 후 30분, 24시간 후 각각 PBS로 2번씩 세척한 후 protease inhibitor가 포함된 RIPA buffer (Sigma-aldrich, St. Louis, MO, USA)로 30분 간 ice에서 용해시킨 뒤 4°C에서 13,000 rpm으로 10분간 원심분리하였다. 원심분리하여 얻어진 상층액은 10% SDS polyacrylamide gel로 전기영동을 통해 단백질을 분리한 뒤 nitro cellulose membranes (#1620112, BIO-RAD, Germany)으로 transfer하였다. 1차 항체는 GAPDH (#14C10, Cell signaling, Danvers, MA, USA), p-AMPK (#T172, Cell signaling, USA), p-SREBP1 (#Ser372, Cell signaling, USA), PPARα (ab8934, abcam, UK), FAS (ab82419, abcam, UK)를 사용하였고 2차 항체로는 HRPconjugated anti-rabbit (1:10000)을 사용하였다. 각각의 단 백질 발현양은 Chemidoc XRS+ with Image Lab software (Bio-Rad, Hercules, CA, USA)를 이용하여 분석하였다10).

    통계처리

    모든 실험은 3회 이상 반복 실시하였고 결과는 평균 (Mean)과 표준편차(SD, Standard Deviation)로 나타내었으 며, 통계처리는 SPSS (Statistical Package for Social Science, version 12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이 용하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시한 후 Duncan’s multiple range test로 유의성을 검증하였다 (*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001).

    Results and Discussion

    세포 독성 분석

    자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물의 HepG2 간 암세포에 대한 세포독성 검정을 위해 EZ-CYTOX assay를 수행하였다. HepG2 세포를 96well plate에 1×105 cells/well 의 농도로 분주하여 배양한 한 후 농도별 추출물을 24시 간 동안 처리하여 세포독성을 평가한 결과, 1,000 μg/mL 이하의 농도에서 HepG2 간암세포의 세포 생존율에 영향 을 미치지 않은 것으로 나타났다(Fig. 1).

    중성지방 축적 억제 효과

    HepG2 세포에 oleic acid와 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물 100, 500, 1,000 μg/mL을 처리하였으며, Oil Red O와 Nile Red 시약으로 지방을 염색하고 광학 및 형광현미경을 이용하여 지방의 축적을 관찰하였다. 실험 결과, Oil Red O 염색을 통하여 oleic acid 처리에 의한 지방생성이 증가된 것을 확인하였으며 추출물 1,000 μg/ mL 농도에서 지방생성이 21.85% 감소된 것으로 나타났 다(Fig. 2, 3). Nile Red 염색을 통해 염색된 HepG2 세포 내 생성된 지방구는 형광현미경 관찰을 통해 확인되었으 며, oleic acid 처리로 인하여 지방이 형성된 HepG2 세포 에서 추출물 500, 1,000 μg/mL 처리에 의하여 증가된 지 방이 감소된 것으로 나타났다(Fig. 2).

    Real-time PCR을 이용한 유전자 발현 측정

    자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물에 의한 HepG2 세포 내 지질 축적의 변화를 확인하기 위하여 배양된 세 포에 oleic acid로 지질 축적을 유도하고 추출물을 처리하 지 않는 대조군과 추출물을 처리한 실험군의 지방합성 및 축적에 관련된 유전자 발현량을 측정하였다. 비알코올성 지방간증은 지방합성 및 대사의 불균형으로 인하여 간 세 포내 중성지방이 증가함으로써 나타나는 증상이다11). 간의 지방 합성과 대사 관련 핵심인자인 SREBP-1c, SREBP-1a, ACC, FAS, SCD-1, PPARγ, C/EBPα, CD36 발현이 증가 함에 따라 간세포 내에 지방 축적이 유도된다. SREBP-1c 와 SREBP-1a는 간에서 지방산 및 중성지방의 합성을 조 절하는 활성인자로서 특히 간에서의 분포가 높은 것으로 알려진 SREBP-1c 유전자는 간세포에서 중성지방의 합성 에 관여하는 효소인 ACC, FAS, SCD-1 등의 발현을 조절 한다12). 간에서 SREBP-1c 발현의 증가로 지방 합성에 관 여하는 ACC, FAS, SCD-1 등이 증가되며 이는 간 조직에 서의 중성지방 축적을 야기시킨다13,14). 지방간 병변이 관 찰되는 ob/ob mice의 SREBP-1c 유전자를 비활성시켰을 때 간조직의 지방축척이 50% 감소된다고 보고되었다15). 따라서 지방 합성에 관여하는 유전자의 발현량을 통하여 간 조직 내에서 지질축적의 정도를 판단할 수 있다. 본 연 구에서 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 지방 대사 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인하기 위하여 Real-time PCR를 실시하여 각각의 유전자 발현량을 측정 한 결과, oleic acid에 의하여 지질 축적이 유도된 대조군 에 비하여 모든 추출물 처리군의 SREBP-1c와 SREBP-1a 유전자 발현량이 유의적으로 감소되었다. 간 조직 내 지 방 합성과 관련된 효소들의 유전자 발현량을 측정한 결과, ACC는 추출물의 500 μg/mL 농도에서 대조군에 비하여 유의적인 감소를 나타내었으며, FAS는 추출물의 처리 농 도에 따라 감소하는 것으로 나타났으나 control과 농도별 처리군 간의 유의적인 차이는 없었다. SCD는 추출물 처 리군에서 증가하는 경향을 보였고, 간세포 내로 지방산을 이동시키는 지방산 특이 수송체인 CD36은 지질 축적이 유도된 대조군에 비해 증가하는 경향을 보였으며 추출물 처리군 별로 실험적 오차가 큰 것으로 나타났다. 자색옥 수수 색소 1호 포엽 속대 추출물의 처리로 SREBP-1c와 SREBP-1a의 발현량의 억제와 이에 따른 지방 합성 관련 효소들과의 상관관계에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다. 간에서 지질대사에 관여하며 지방산 산화와 관 련된 유전자 전사의 주된 조절 인자로 작용하는 PPARα는 주로 간세포에 분포하는 전사인자로써 CPT-1의 발현을 증 가시켜 지방산의 β-oxidation을 촉진시킨다16). CPT-1는 PPARα의 표적유전자로 미토콘드리아 내부로의 지방산 이 동에 관여하며 PPARα에 의해 발현량이 증가되어 세포 내 지방 축적을 억제하는 역할을 한다. 간에서의 PPARα의 활 성으로 인한 CPT-1의 증가는 지방산의 β-oxidation를 촉진 시킴으로써 중성지방의 분해를 증가시키고 혈중 중성지방 농도의 개선의 효과를 나타낸다17,18). Oleic acid에 의하여 지질 축적이 된 HepG2 세포에서 자색옥수수 색소 1호 포 엽 및 속대 추출물의 처리로 인하여 PPARα 유전자의 발 현은 추출물의 처리 농도별로 증가하는 경향을 나타내었 으나 시료를 처리하지 않은 대조군과의 유의적인 차이는 없었다. CPT-1 유전자의 발현은 추출물의 100 μg/mL 처 리군에서 대조군에 비하여 유의적으로 증가하였으나 처리 농도별로 발현량이 감소하는 경향을 보였다. 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물의 처리로 인한 PPARα와 CPT-1 유전자 발현량 증가 효과는 다소 미비한 것으로 판 단된다. PPARγ와 C/EBPα는 지방세포 분화과정의 중추적 인 역할을 하는 전사인자로써 3T3-L1 지방전구세포가 지 방세포로 분화되어 세포 내 중성지방을 축적시키는 역할 을 한다9,19). 지방세포가 분화하는 과정에 관여하는 PPARγ 와 C/EBPα 등과 같은 전사인자들의 활성 억제는 세포 내 지방 축적을 억제하는 역할을 하는 것으로 판단된다. 앞 서 연구에서 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물은 3T3-L1 지방전구세포에서 추출물을 처리하지 않고 분화시 킨 대조군에 비하여 추출물 처리군의 PPARγ와 C/EBPα의 유전자 발현을 유의적으로 감소시킨 것으로 나타났다20). 본 연구에서 지질 축적이 유도된 HepG2 세포에서 추출물 처리로 인하여 PPARγ와 C/EBPα유전자 발현량이 추출물 처리 농도에 의존적으로 감소하는 경향은 없었지만 모든 추출물 처리군에서 대조군에 비하여 유의적으로 감소된 것을 확인하였다. 따라서, 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물은 지방분화세포에서 뿐만 아니라 간 조직 세 포 내에서도 지방 대사에 관여하는 PPARγ와 C/EBPα 유 전자의 활성을 억제하는 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. Fig. 4, 5

    Western blot을 통한 단백질 발현 측정

    자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 간 조직 내에서 지방의 합성 및 축적 등 지질대사와 관련된 단백 질의 발현에 미치는 영향을 확인하기 위하여 Western blot 을 실시하여 p-AMPK, p-SREBP1, PPARα, FAS의 단백질 발현량을 측정하였다. 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물 처리 30분 후 HepG2 세포에서 단백질을 추출하여 p-AMPK, p-SREBP1 단백질 발현량을 측정한 결과, p- AMPK는 감소하는 경향을 나타내었으나 지질 축적이 유 도된 NC와의 유의적인 차이는 없었으며, p-SREBP1는 추 출물의 농도가 증가함에 따라 NC에 비하여 단백질 발현 량이 유의적으로 감소된 것을 확인하였다. 또한 자색옥수 수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물 처리 24시간 후 HepG2 세포에서 단백질을 추출하여 PPARα, FAS 단백질 발현량 을 측정한 결과, PPARα와 FAS의 발현량은 추출물의 농 도가 증가함에 따라 유의적으로 감소되는 것으로 나타났 다. RT-PCR을 통한 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추 출물의 HepG2 세포에서의 PPARα 유전자 활성 효과는 미 비한 것으로 조사되었으며 PPARα 단백질 발현량에서도 농도에 따라 오히려 감소하는 경향을 나타내어 추출물로 인한 간 세포에서의 PPARα 활성 효과는 낮은 것으로 판 단된다.

    인산화된 AMP-activated protein kinase (AMPK)가 활성 화되면 SREBP-1c의 발현을 감소시킨다21). AMPK는 간과 골격근을 포함한 전신 지질 대사를 조절하는 역할을 하며 이와 관련하여 에너지 균형을 유지시키는 역할을 하는데, 활성화된 APMK는 지방산의 산화를 촉진시켜 포도당이 세포 내로 유입을 유도하여 에너지원으로 사용할 수 있게 한다22,23). AMPK의 활성화는 간에서 지질 대사에 관여하 는 주요 인자인 SREBP-1c의 발현을 억제하고 FAS 또는 ACC와 같은 지방합성 효소를 불활성화 시킴으로써 지방 산의 β-oxidation을 촉진시킨다23). FAS의 불활성화는 지방 산 및 중성지방합성의 억제와 관련이 있으며 이로 인하여 세포 내 중성지방의 분해가 촉진되고 혈중 중성지방 농도 의 개선효과를 기대할 수 있다17,18). 본 연구 결과 자색옥 수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물 처리에 의한 HepG2 세포 내에서의 AMPK 단백질 활성에 대한 연관성은 낮은 것으로 나타났으나 주로 간에서 지방산 및 중성지방의 합 성에 관여하는 SREBP1의 단백질 발현은 지질 축적이 유 도된 NC에 비하여 추출물의 처리 농도에 따라 유의하게 감소되었음이 확인되었다. 또한, 지방산의 생합성 경로에 관여하는 주요 효소인 FAS의 단백질 발현향은 지질 축적 이 유도된 NC에 비하여 모든 처리 농도에서 현저하게 감 소된 것이 확인되었다. 따라서 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 oleic acid로 지질 축적이 유도된 HepG2 세포에서 SREBP1 단백질 발현을 억제시키고 이에 따라 지방합성에 관여하는 효소인 FAS 단백질 발현을 억제시 켜 세포 내 지질 축적을 감소시킨 것으로 판단된다.

    국문요약

    본 연구의 목적은 oleic acid로 지방생성이 유도된 HepG2 세포에서 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 간 세포 내 지방생성에 미치는 영향을 구명하는 것이다. 자 색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물에 의한 HepG2 세포 내 지방 축적의 변화를 확인하기 위하여 배양된 세 포에 oleic acid로 지방 축적을 유도하고 추출물에 의한 중 성지방생성 억제 효과를 측정하였으며 추출물을 처리하지 않은 대조군과 추출물을 처리한 실험군의 지방합성 및 축 적에 관련된 유전자와 단백질 발현량을 RT-PCR과 Western blot을 통하여 측정하였다. Oil Red O와 Nile Red 염색을 통하여 추출물의 처리로 HepG2 세포 내 중성지방 축적이 억제된 것을 확인하였다. RT-PCR에 의하여 mRNA 발현 량을 측정한 결과, oleic acid에 의하여 지방 생성이 유도 된 대조군에 비하여 모든 추출물 처리군의 SREBP-1c와 SREBP-1a 유전자 발현량이 유의적으로 감소되었다. Western blot을 실시하여 p-AMPK, p-SREBP1, PPARα, FAS 단백 질의 발현량을 측정한 결과, 간에서 지질대사에 관여하는 주요 인자인 SREBP1 단백질의 발현은 추출물의 처리 농 도에 따라 유의하게 감소하였으며 지방산의 생합성 경로 에 관여하는 주요 효소인 FAS의 단백질 발현향은 모든 처 리 농도에서 현저하게 감소된 것이 확인되었다. 본 연구 결과는 자색옥수수 색소 1호 포엽 및 속대 추출물이 간세 포 내에서 중성지방의 축적을 억제시키고 지질 합성에 관 련된 유전자 및 단백질의 발현을 억제시킴으로써 간 세포 내 지질 축적을 완화할 수 있는 기능성 소재로의 활용가 치가 높다고 판단된다.

    Acknowledgement

    본 연구는 산업통상자원부와 한국산업기술진흥원의 “경 제협력권산업육성사업(지역주도형 R&D, R0005796)”로 수 행된 연구결과입니다.

    Figure

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    Effect of Seakso 1 husk and cob extracts on cell viability in HepG2 cells. Each bar represents the mean±SD (n=3).

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    Inhibition of lipid accumulation by treatments of Seakso 1 husk and cob extracts in HepG2 cells. Cells were stained with Oil Red O and Nile Red reagent.

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    Oil red O levels by treatments of Seakso 1 husk and cob extracts in HepG2 cells.

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    Effect of Seakso 1 husk and cob extract on mRNA expression level in HepG2 cell. CON : oleic acid treatment group. Each bar represents the mean±SD (n=3). Statistical significance was determined as *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 compared to oleic acid treated cells.

    JFHS-35-1-93_F5.gif

    Effect of Seakso 1 husk and cob extract on protein expression level in HepG2 cell. CON : normal cell group, NC : oleic acid treatment group. Each bar represents the mean±SD (n=3). Statistical significance was determined as *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 compared to oleic acid treated cells.

    Table

    Primer sequence used in real-time PCR

    Reference

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