AMPK 활성화에 의한 블루베리 안토시아닌의 저혈당 및 고지혈증 효과: 시험관 내 및 생체 내 연구 2부
Mar 27, 2022
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3. 결과
3.1.체외 연구
3.1.1. My, Mv-3-glc, Mv-3-gal 및 BAE가 높은 포도당 자극 HepG2 세포에서 세포 생존율에 미치는 영향
높은 포도당은 간 산화 스트레스를 유발하고 세포 독성에 기여합니다[28]. 우리 연구에 따르면 고혈당(HG, 30mM:35.67±1.90%) 자극은 24시간 동안 정상 포도당(NG, 5.5mM:100%)으로 자극된 세포와 비교하여 세포 활력을 35.67%로 유의하게 낮췄습니다. 세포 생존력의 감소는 높은 포도당이 간 세포 항상성을 방해하고 세포의 분해를 유발하는 세포 사멸을 유발한다고 설명했습니다.포도당소비와 흡수를 증가시켜 인슐린 저항성을 악화시킵니다. 5 ug/mL 말비딘(Mv), 말비딘-3-글루코시드(Mv-3-glc), 말비딘-3-갈락토시드(Mv-3-ga) 및 블루베리로 전처리안토시아닌추출물(BAE)은 각각 99.04%, 97.76%, 96.47% 및 110.72%에서 세포 활력을 유의하게 향상시켜 고포도당 배양 24시간 후 포도당 소비 및 흡수를 개선했습니다. 블루베리 안토시아닌 추출물(BAE:110.{72±14) {12}}%)는 말비딘 및 말비딘 유도체보다 HepG2 세포 활력을 향상시켰습니다. Malvidin(Mv:99.04 ± 1.49% )은 유도체보다 세포 활력을 약간 더 보호할 수 있습니다. 말비딘{19}}글루코시드(Mv{20}}glc: 97.76±1.82%)의 항당뇨 효과는 말비딘{25}}갈락토시드(Mv{26}}gal:96.47보다 약간 높지만 유의하게 높지는 않음) ±1.71%)(그림 1).
3.1.2. Mvy, Mv-3-glc, Mv-3-gal 및 BAE가 높은 포도당 자극 HepG2 세포에서 ROS 수준에 미치는 항산화 효과
강도형광정상 포도당으로 처리된 HepG2 세포의 ROS는 낮았다. 높은 포도당으로 자극한 후, ROS의 형광 강도가 크게 향상되었습니다(그림 2). ROS 수준은 24시간 동안 높은 포도당에 노출되었을 때 6-배 유의하게 증가했습니다(HG:3309.62±23.82 A U.). 정상 포도당과의 비교(NG:560.41 ±26.38 A U.). 이것은 활성 산소의 수준을 나타냅니다.
증가하고 간 산화 스트레스가 발생했습니다.형광HepG2 세포에서 ROS의 강도는 5 ug/mL의 Mv, Mv{2}}glc, Mv-3-gal 및 BAE를 24시간 동안 처리한 후 감소했습니다(그림 2A). Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal 및 BAE 전처리는 ROS 형성을 각각 약 89.48%, 81.54%, 84.57% 및 92.38% 유의하게 억제했습니다(그림 2B).Blueberry 안토시아닌 추출물(BAE:769.83±20.41 A U.)은 말비딘 및 그 유도체보다 ROS 수준을 유의하게 감소시켰습니다. Malvidin(Mv:849.53± 31.43 A U.)이 유의하게 더 강력함을 나타냈다.항산화제파생 상품보다 효과. 말비딘{0}}갈락토사이드(Mv-3-gal:984.66 ± 18.77 A U.)의 항산화 효과가 말비딘-3-글루코사이드(Mv-3-glc: 1067.83± 20.85 A 유.
3.1.3. My, Mv-3-glc, Mv-3-gal 및 BAE가 높은 포도당 자극 HepG2 세포 및 상청액에서 포도당 대사에 미치는 영향
글루코스 신생합성은 전사 인자 FOXO1의 활성화에 의해 자극되며, 여기서 보조 활성화제인 PGCl과의 상호작용은 글루코스 신생합성(PEPCK 및 G6Pase)의 발현 수준을 증가시킬 수 있습니다[29]. 고혈당으로 자극된 HepG2 세포에서 Mv, Mv{4}}glc, Mv-3-gal 및 BAE가 PEPCK 및 PGCl-에 미치는 저혈당 효과를 Western Blot을 사용하여 평가한 반면(그림 3), FOXO1에서는 고 포도당 자극 HepG2 상층액의 G6Pase 및 G6Pase는 ELISA를 사용하여 평가되었습니다(표 1). HepG2 세포의 PEPCK 수준은 대조군에 비해 당뇨병 그룹에서 1.{17}}배 증가했습니다. 그림 3A에서 볼 수 있는 우리의 결과는 BAE, malvidin 및 그 유도체가 높은 포도당 유도 HepG2 세포에서 PEPCK 발현 수준의 상향 조절을 89.02% 87.36%, 92.59% 감소시키는 유사한 능력을 가지고 있음을 보여주었습니다. 각각 97.84%. HepG2 세포에서 PGC{30}}의 발현 수준은 대조군(비포도당)에 비해 당뇨병(고포도당) 그룹에서 1.{33}}배 증가한 반면, Mv, Mv{36}} glc, Mv{37}}gal, BAE는 이러한 변화를 크게 역전시켰습니다. BAE 전처리는 malvidin(63.49% 감소) 및 그 유도체 mv{45}}glc(59.21% 감소) 및 mv-3-gal(55.57% 감소)은 높은 포도당 유도 HepG2 세포에서 PGC{51}} 수준을 감소시키는 유사한 능력을 보여주었습니다(그림 3B).
Cistanche는 면역력을 향상시킬 수 있습니다
표 1은 정상 세포에서 FOXO1 발현이 비포도당 처리에 비해 고포도당 처리에서 2.{3}}배 더 높음을 보여줍니다. 높은 포도당 상태에 의해 자극된 FOXO1의 과활성화는 당뇨병 환자에서 염증 유발 인자를 유도하고 지질 축적을 촉진할 수 있습니다[30]. Mv, Mv{13}}glc, Mv{14}}gal 및 BAE로 전처리하면 고혈당 상태에서 FOXO1의 상향 조절이 억제되어 고혈당으로 유도된 HepG2 세포에서 FOXO1에 대한 억제 효과는 89.73 퍼센트, 89.94퍼센트, 72.71퍼센트, 76.64퍼센트 (표 1). G6Pase의 발현은 정상 포도당 그룹에 비해 고 포도당에 노출되었을 때 강하게 상향 조절되었지만 이러한 효과는 BAE, malvidin 및 그 유도체에 의해 감소되었습니다. 이러한 화합물은 높은 포도당 유도 HepG2 세포에서 G6Pase 발현 수준의 상향 조절을 감소시켰다. G6Pase에 대한 Mv, Mv{33}}glc, Mv{34}}gal 및 BAE의 억제 효과는 고포도당 HepG2 상청액에서 각각 약 74.12%, 85.89%, 72.33% 및 77.58%였습니다(표 1).
ELISA는 또한 높은 포도당 자극 HepG2 상청액에서 GSK3의 인산화에 대한 Mv, Mv{0}}glc, Mv{1}}gal 및 BAE의 저혈당 효과를 평가하는 데 사용되었습니다. 반면 Western Blot 고 포도당 자극 HepG2 세포에서 Ser641 불활성 형태에서 GS의 인산화를 평가하는 데 사용되었습니다. Ser9 비활성 형태에서 GSK3의 인산화 발현 수준은 자극되지 않은 세포에서 높았지만 Ser641 비활성 형태에서 GS 인산화의 발현 수준은 낮았다. 높은 포도당에 노출되었을 때 Ser9 비활성 형태에서 GSK3의 인산화 발현 수준은 1.{16}}배로 크게 하향 조절되었고(표 1), Ser641 비활성 형태에서 GS 인산화 발현 수준은 2.{21}}배로 강력하게 상향 조정되었습니다. 이 실험은 BAE, malvidin 및 그 유도체가 높은 포도당 유도 HepG2 세포에서 Ser9 비활성 형태에서 글리코겐 분해 효소 GSK3의 인산화를 증가시키는 동일한 능력을 가지고 있음을 보여주었습니다. Mv, Mv{26}}glc, Mv{27}}gal 및 BAE로 전처리하면 Ser9 비활성 형태에서 GSK3의 인산화가 약 1.{31}}배, 1.{33}}배 증가했습니다. , 2.{35}}접기 및 2.{37}}접기(표 1). 결과는 GS 활동의 극적인 향상을 보여줍니다. BAE, malvidin 및 그 유도체의 전처리는 고포도당 유도 HepG2 세포에서 Ser641 불활성 형태에서 GS의 인산화를 감소시켜 GS 합성을 증가시키는 동일한 능력을 보여주었다. Mv,Mv{42}}glc, Mv{43}}gal 및 BAE 전처리는 HepG2에서 p-GS/GS 발현 수준을 각각 82.94%, 85.99%, 89.83% 및 96.22%로 유의하게 감소시켰습니다(그림 .3C). 또한, BAE, malvidin 및 그 유도체의 전처리는 본 실험에서 높은 포도당 유도 HepG2 세포에서 포도당 수송체 GLUT2 발현 수준의 상향 조절을 억제하는 능력을 보여주었다. 고 포도당 자극 HepG2 상청액에서 GLUT2에 대한 Mv, Mv{59}}glc, Mv{60}}gal 및 BAE의 억제 효과는 각각 74.59%, 80.38%, 54.68%, 58.51%였습니다(표 1 ).
3.1.4.고포도당으로 자극된 HepG2 세포 및 상청액에서 지질 대사에 대한 Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal 및 BAE의 효과
ELISA를 사용하여 HepG2 상청액에서 ACC 및 HMGCR에 대한 고포도당 유도 간 지방 축적의 효과를 평가한 반면(표 1), ACCat Ser79 및 SREBP{4}}cin의 인산화는
HepG2 세포는 Western Blot을 사용하여 평가되었습니다(그림 4). Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal 및 BAE를 사용한 고포도당 유도 HepG2 세포의 전처리는 Ser79 비활성 형태에서 ACC의 인산화를 1만큼 유의하게 증가시켜 ACC 활성을 억제했습니다.{8} }fold,1.{10}}fold,2.{12}}fold, 1.{14}}fold. 각각(그림 4B). 고포도당 처리는 HepG2 세포에서 ACC 공동 활성제인 SREBP{18}}c의 발현 수준을 크게 향상시켰습니다. BAE는 SREBP{21}}c의 상향 조절을 감소시켜 ACC 활성을 억제하는 가장 강력한 능력을 보였습니다. 발현 수준, 대조군과 거의 동일한 수준. Malvidin{22}}갈락토사이드는 또한 SREBP{24}}c 발현 수준의 상향 조절을 대조군과 거의 동일한 수준으로 상당히 감소시켰습니다. Malvidin(78.59%)과 malvidin-3-glucoside(77.53%)도 고포도당 유도 HepG2 세포에서 SREBP{30}}c 발현 수준을 감소시키는 능력을 나타내었지만 malvidin{33 }}갈락토사이드(92.72%) 또는 BAE(95.58%)(그림 4A). 고 포도당 처리는 HepG2 상청액에서 ACC 및 HMGCR 발현을 유의하게 향상시켰습니다. BAE, 말비딘 및 그 유도체로의 전처리는 ACC 및 HMGCR 발현 수준의 상향 조절을 억제함으로써 유사한 정도로 콜레스테롤 합성을 억제하였다.
그림 4. Mv, Mv-3-glc, Mv-3-gal 및 BAE가 높은 포도당 자극 HepG2 세포에서 상대적인 단백질 수준 지방 생성에 미치는 영향.(A)SREBP-1c ,(B)p-ACC/ACC 접기 변화, 및(C)대표적인 웨스턴 블롯 밴드가 표시됩니다. 막대는 평균값±SD(n=3)를 나타냅니다.*,** 및***는P를 나타냅니다.<><0.01,and><0.001 compared="" with="" the="" control="" ng;##="" and="" ###="" indicate=""><0.01 and=""><0.001 compared="" with="" the="" hg="">
Mv, Mv{0}}glc,Mv{1}}gal 및 BAE 전처리는 ACC 발현 수준을 각각 67.93%, 70.71%, 62.12% 및 68.43% 감소시켰고 HMGCR 발현 수준을 다음과 같이 감소시켰습니다. 각각 68.72%, 68.18%, 77.55%, 72.94%(표 1).
반면, BAE 전처리는 고포도당 처리로 인한 HepG2 상청액의 지방분해 효소 HSL 발현 수준의 하향 조절을 억제하는 가장 강력한 능력을 보였고 malvidin-3-glucoside, malvidin, malvidin{{3} }갈락토사이드. Mv, Mv{5}}glc, Mv{6}}gal 및 BAE 전처리는 HSL 발현 수준을 각각 89.69%, 89.59%, 76.07% 및 68.68% 증가시켰습니다(표 1).
3.1.5. My, Mv-3-GLC, Mv-3-gal 및 BAE가 고 포도당 자극 HepG2 세포에서 AMPK 활성화에 미치는 영향
AMPK는 간 및 전신 당지질 항상성의 주요 조절자입니다[31]. AMPK는 Thr172의 인산화 증가를 통해 활성화됩니다[32]. HepG2 세포에서 Thr172 활성형에서 AMPK의 인산화는 non-glucose 그룹에 비해 high-glucose에서 유의하게 감소하였다. BAE는 말비딘 및 그 유도체에 비해 고포도당 유도 HepG2 세포에서 AMPK를 활성화하는 가장 강력한 능력을 보였다. Mv, Mv{11}}GLC, Mv{12}}gal 및 BAE로 전처리하면 p-AMPK/AMPK 발현 수준이 약 1.{15}}배,1.{17}}배, 1.{19}}폴드 및 1.{21}}폴드(그림 5A 및 B)는 높은 포도당 유도 HepG2 세포에서 AMPK를 활성화하는 능력이 유사함을 나타냅니다.
3.2.생체내 연구
3.2.1. 유도된 당뇨병 마우스에서 체중 및 조직 중량에 대한 BAE의 효과
C57BL/6J 마우스에 5주 동안 블루베리 안토시아닌을 경구 투여하면 유의한(P<0.0001)effect on="" the="" body="" weight,="" since="" the="" control="" had="" a="" significant="" high="" body="" weight="" compared="" to="" the="" diabetic="" model="" group,="" while="" bae="" treatments="" alleviated="" the="" bodyweight="" decrease="" of="" diabetic="" mice="" (fig.="" 6a).="" in="" blueberry="" anthocyanin="" extracts="" -low="" concentration="" (bae-l)and="" blueberry="" anthocyanin="" ex-tracts-high="" concentration="" (bae-h)="" treatments,="" daily="" administration="" of="" bae="" had="" no="" significant="" differences="" on="" body="" weight="" indicating="" its="" dose-independent="" manner="" (p="">0.05). 또한, 표 2는 선택된 내부 마우스 장기의 무게를 보여줍니다. 결과는 체중이 대조군과 약간 유사한 것으로 나타났습니다. 그러나 대조군과 비교하여 간, 비장, 흉선의 무게는 유의하게 달랐다(P<0.05)in bae-l.="" moreover,="" there="" was="" no="" statistical="" significance="" in="" the="" liver="" length="" and="" body="" width="" among="" treatments="" (p="">0.05).
3.2.2. 유도된 당뇨병 마우스에서 혈당 및 소변 포도당 수준에 대한 BAE의 효과
유의미한(P<0.0001)elevation in="" fasting="" blood="" glucose="" in="" model="" mice="" as="" compared="" to="" the="" control="" group,="" implying="" that="" the="" diabetic="" model="" of="" mice="" was="" successful.="" however,="" supplementation="" of="" bae="" to="" model="" mice,="" bae-l="" and="" bae-h="" for5="" weeks="" resulted="" in="" significant="" recovery="" of="" fasting="" blood="" glucose="" levels(fig.="" 6b)="" and="" ameliorated="" glucose="" tolerance="" (fig.6c)="" in="" diabetic="" mice.="" the="" control="">
그림 5. 시험관 내 및 생체 내에서 AMPK 신호 전달 경로의 중심 당지질 대사에 대한 BAE의 활성화 효과.(A) Mv, Mv-3-GLC, Mv{3}}gal에 의한 p-AMPK/AMPK 배수 변화 , 고 포도당 자극 HepG2 세포의 BAE 및 (B) 대표적인 웨스턴 블롯 밴드가 표시됩니다. (C) 유도된 당뇨병 마우스에서 BAE-Land BAE-H에 의한 p-AMPK/AMPK 배수 변화 및 (D) 대표적인 웨스턴 블롯 밴드가 표시됩니다. 막대는 평균값±SD(반복 실험에서 세포의 경우 n=3, 마우스의 경우 n{10}})를 나타냅니다.*,** 및***는 P를 나타냅니다.<><0.01,and><0.001 compared="" with="" the="" group/the="" control;#,##,and###="" indicate=""><><0.01,and <="" 0.001="" compared="" with="" the="" model="" hg="" group/the="" induced="" diabetic="" mice.="" maintained="" a="" constant="" glucose="" level="" during="" that="" period.="" compared="" with="" the="" control,="" the="" bae-l="" group="" notably="" reduced="" the="" blood="" glucose="" level="" in="" diabetic="" mice="" from="" week="" 2.="" similarly,="" high-dose="" bae="" obviously="" reduced="" the="" blood="" glucose="" levels="" from="" week="" 2="" with="" continued="" gradual="" reduction="" until="" week="" 4.="" bae="" at="" two="" doses(100="" mg/kg="" and="" 400="" mg/kg="" per="" day)significantly="" decreased="" blood="" glucose="" levels="" in="" diabetic="" mice="" at="" 30,="" 60,="" and="" 120="" min="" after="" glucose="" load="" during="" glucose="" tolerance="" test.="" these="" results="" indicate="" that="" dietary="" inclusion="" of="" bae="" for="" 5="" weeks="" can="" effectively="" regulate="" glucose="" metabolism="" in="" diabetic="" mice.="" the="" diabetic="" model="" of="" mice="" drank="" more="" water="" and="" produced="" more="" urine="" than="" the="" control="" group.="" the="" supplementation="" of="" bae="" to="" the="" model="" group="" could="" lessen="" the="" symptoms="" of="" polydipsia="" and="" polyuria="" in="" diabetic="" mice.="" moreover,="" bae-l="" and="" bae-h="" treatments="" significantly="" decreased="" urine="" glucose=""><0.01 and=""><0.001, respectively,="" fig.7d).="" the="" levels="" of="" excreted="" urine="" showed="" significant="" increases="" in="" the="" model="" group="" compared="" to="" control,="" indicating="" that="" the="" former="" group="" of="" mice="" suffered="" from="">
3.2.3. 유도된 당뇨병 마우스의 혈청에서 트리글리세리드, 총 콜레스테롤 및 인슐린 수준에 대한 BAE의 효과
BAE(1일 100mg/kg 및 400mg/kg)의 투여는 유도된 당뇨병 마우스의 지질 수준에 상당한 영향을 미쳤습니다. 총콜레스테롤과 중성지방이 유의하게 증가하였다(P<0.01)in model="" mice="" in="" comparison="" to="" the="" control(fig.7a="" and="" b).="" bae-treatment="" only="" induced="" a="" slight="" decrease="" in="" blood="" lipid="" indexes="" but="" there="" was="" no="" significant="" difference="" with="" the="" model="" diabetic="" mice(p="">0.05). BAE-H 치료는 총 콜레스테롤과 중성지방을 유의하게 감소시켰습니다(P<0.01)and the="" levels="" of="" these="" parameters="" were="" similar="" to="" the="" control="" (p="">0.05). 한편, 도 7C는 처리 5주 후 마우스 혈청의 인슐린 수치를 나타낸다. BAE-L과 BAE-H 모두 유의하게 감소했습니다(P<0.001) the="" insulin="" levels="" in="" serum="" of="" induced="" diabetic="" mice.="" these="" results="" indicate="" that="" the="" inclusion="" of="" dietary="" bae="" for="" 5="" weeks="" can="" effectively="" ameliorate="" insulin="" resistance="" in="" diabetic="">
3.2.4. 유도된 당뇨병 마우스에서 간 항산화제 및 포도당 수송체 수준에 대한 BAE의 효과
이 연구에서는 BAE의 지질 저하 및 혈당 저하 효과가 항산화 방어 시스템의 보호와 관련이 있는지 여부를 설명하기 위해 당뇨병 마우스에서 SOD 및 GSH-PX 수준의 항산화 효소 활성에 대한 BAE의 효과를 평가했습니다. 도 8A 및 B에 나타난 바와 같이, 모델군은 대조군에 비해 SOD 및 GSH-PX의 활성이 유의하게 감소하였다(P<0.05). after="" bae="" treatment,="" the="" activity="" of="" sod="" was="" significantly="" increased="" (p=""><0.01)in bae-l="" and="" bae-h="" when="" compared="" with="" the="" model="" group.="" moreover,="" the="" gsh-px="" activity="" of="" the="" bae-h="" group(400="" mg/kg="" bae)was="" significantly="" higher="" than="" the="" model=""><0.05). glut2="" is="" the="" main="" glucose="" transporter="" in="" the="" plasma="" membranes="" of="" hepatocytes,="">
그림 6. 유도된 당뇨병 마우스에서 체중과 혈당 수치에 대한 BAE의 효과. (A) 5주 동안 위관 영양 공급 동안 대조군, 모델, BAE-L 및 BAE-H 그룹에서 마우스의 체중 및 (B) 혈당 변화, 및 (C) 대조군, 모델, BAE-에서 마우스의 포도당 내성 L, 및 BAE-H 그룹은 5주 동안 위관 영양을 공급한 후의 그룹입니다. 막대는 평균값±SD(n=6)를 나타냅니다.*,** 및 ***는 P를 나타냅니다.<><0.01, and=""><0.001 compared="" with="" the="" ng="" group/the="" control;#,##,and="" ###="" indicate=""><><0.01,and><0.001 compared="" with="" the="" model="" hg="" group/the="" induced="" diabetic="" mice.="" the="" effects="" of="" bae="" on="" glucose="" glut2="" content="" in="" induced="" diabetic="" mice="" were="" studied="" (fig.8c).="" glut2="" levels="" in="" mice="" liver="" were="" not="" statistically="" affected="" by="" bae="" treatments="" but="" were="" significantly="" higher="" in="" diabetic="" mice="" treated="" with="" bae,="" compared="" to="" the="" model="">
3.2.5. 유도된 당뇨병 마우스에서 AMPK 활성화에 대한 BAE의 효과
AMPK 신호전달 경로는 세포 에너지 항상성의 주요 인자 중 하나로 비만과 당뇨병의 예방 및 치료에 중요한 표적으로 인식될 수 있다. BAE의 효과
유도 당뇨병 마우스의 AMPK 신호 전달 경로는 그림 5C와 D에 나와 있습니다. AMPK 수준은 유의하게 감소했습니다(P<0.001)in the="" model="" group="" in="" comparison="" with="" the="" control.="" groups="" with="" bae="" showed="" the="" strongest="" ability="" to="" activate="" ampk="" compared="" to="" the="" control.="" moreover,="" bae-l="" and="" bae-h="" showed="" similar="" ability="" to="" activate="" ampk="" in="" samples="" from="" diabetic="" mice,="" and="" also="" significantly="" increased="" p-ampk/ampk="" expression="" levels="" by="" about="" 0.54-fold="" and="" 0.45-fold,="" respectively="">
4. 토론
당뇨병은 전 세계 인구의 많은 부분에 영향을 미치는 만성 대사 장애입니다. 블루베리는 인체 건강에 대한 수많은 유익한 효과에 대해 연구된 안토시아닌이 풍부합니다. 안토시아닌은 비만과 당뇨병의 근본적인 위험 요소인 지질 및 포도당 대사의 기능 장애를 개선할 수 있습니다. 본 연구의 목적은 안토시아닌이 풍부한 블루베리 추출물이 HepG2 세포 및 유도된 당뇨병 마우스에 미치는 저혈당 및 저지혈증 효과를 조사하고 그 기저 메커니즘을 조사하는 것이었습니다. 5주 동안 생체 내 BAE 섭취는 당뇨병 마우스의 고혈당증 및 고지혈증 증후군을 유의하게 약화시켰습니다. 이 연구에서 우리는 1일 100mg/kg 및 400mg/kg의 BAE 투여가 체중 감소를 감소시킬 수 있음을 발견했습니다. 그러나, BAE 처리는 당뇨병 마우스에서 혈청 트리글리세리드 및 콜레스테롤을 유의하게 감소시켰다. 콜레스테롤 합성에 참여하거나 장에서 콜레스테롤 흡수를 감소시키는 하이드록실 메틸 글루타릴 CoA 환원효소와 같은 일부 효소의 억제제로 작용할 수 있는 저콜레스테롤혈증 화합물의 존재는 콜레스테롤 저하에 기인할 수 있는 요인일 수 있습니다. BAE의 자산 [33]. 또한 BAE는 2시간 이내에 포도당 피크를 유의하게 감소시켰으며, 이는 안토시아닌의 잠재적인 항당뇨 효과를 보고한 다른 저자[34-36]에 의해 뒷받침됩니다. 신체 세포의 과도한 산화 스트레스는 당뇨병 발병에 중요한 역할을 하며, 당뇨병의 지속적인 고혈당증은 또한 신체의 산화 스트레스 증가로 이어질 수 있으므로[37], 산화 스트레스의 억제 또는 감소가 추가 요법이 될 수 있습니다. 당뇨병 발병을 예방하거나 지연시키기 위해. 안토시아닌은 비만 및 고콜레스테롤혈증과 같은 높은 산화 스트레스 조건에서 잠재적으로 항산화 능력을 발휘할 수 있다고 보고되었습니다[38]. 우리의 결과는 BAE-H 처리에서 SOD 수준의 활성이 상당히 증가했음을 보여주었습니다. 이러한 데이터는 BAE가 BAE의 고혈당 및 고지혈증 완화 효과에 기인할 수 있는 SOD의 활성을 개선함으로써 산화 스트레스를 억제할 수 있음을 시사한다. 항산화 방어에 대한 BAE의 긍정적인 효과의 유사한 결과가 간 및 해마 조직에서도 확립되었으며, 이는 SOD를 포함한 강화된 항산화 효소 활성에 의해 밝혀졌습니다[39]. 안토시아닌은 지질 및 포도당 대사의 기능 장애를 개선할 수 있습니다.
당뇨병과 비만. 세포 에너지 항상성을 위한 중요한 요소 중 하나는 AMPK 신호 전달 경로이며, 이는 당뇨병 및 비만의 예방/치료에서 핵심 표적으로 인식될 수 있다[40]. 간에 있는 췌장 세포는 ROS 해독 효소의 양이 적기 때문에 글리코산화 스트레스의 영향을 받습니다[41]. 간 글리코산화 스트레스는 인슐린 신호전달 단백질의 인슐린 자극을 감소시키고 인슐린 저항성을 유발하기 때문에 당뇨병 진행에 필수적인 기여자입니다[41]. 높은 포도당 자극 24시간 후 ROS의 증가는 높은 포도당이 간 세포 항상성을 방해하고 세포 사멸을 유도한다는 것을 보여주었습니다. 고 포도당 자극 24시간 후 세포 생존력의 감소는 인슐린 저항성을 초래하고 포도당 소비 및 흡수 기능 장애를 유발했습니다. 이 연구에서 BAE, 말비딘 및 그 유도체로 전처리하면 ROS 생성이 감소하고 세포 생존력이 개선되었습니다. BAE는 간 글리코산화 스트레스에 의해 유발된 간독성으로부터 세포를 보호하는 가장 강력한 항산화 능력을 보여주었고, 그 다음이 말비딘, 말비딘{7}}갈락토시드, 및 말비딘{8}}글루코사이드. B-고리의 3,{12}디메톡시 치환체에 대한 말비딘{9}}글루코시드 및 말비딘{10}}갈락토시드의 수산화 및 메톡시화 패턴은 이러한 항산화 특성을 부여했습니다[42]. BAE 전처리는 산화 스트레스에 의해 유발된 간 독성으로부터 간 세포를 보호하는 가장 큰 능력을 가져왔습니다. 그러나 말비딘은 또한 ROS 생성을 억제하는 능력을 보였다. 따라서 블루베리 안토시아닌 추출물은 당뇨병 예방에 있어 간 산화 스트레스에 의해 유발되는 인슐린 저항성을 억제하는 항당뇨병 기능식품으로 개발될 가능성이 있다. 도 9는 BAE를 이용한 AMPK 활성화를 통한 고혈당 및 고지혈증 개선을 위한 제안된 메커니즘을 나타낸다. AMPK는 간, 골격근 조직, 지방 조직 및 시상하부에서 작용하는 분자입니다. 일반적으로 영양 결핍에 의해 활성화되며, 하류 활성화 분자의 복잡한 시스템을 통해 두 가지 주요 방식으로 에너지 균형을 회복합니다[43]. 첫째, AMPK는 포도당 흡수와 지질 산화를 자극하여 ATP 생성을 증가시키고, 둘째, 에너지 소비 과정을 차단합니다. AMPK는 지질 및 포도당 대사를 조절하는 경로에 관여합니다. BAE에 의한 활성산소의 감소를 통한 AMPK의 상향조절은 당뇨병 환자의 고혈당 및 고지혈증 감소에 긍정적인 효과를 가져올 수 있습니다. AMPK 활성이 증가함에 따라 PGCl, FOXO1, PEPCK, G6Pase 및 GS를 포함하여 포도당 합성에 관여하는 여러 인자를 억제하여 차례로 포도당 합성을 하향 조절합니다[43,44]. 이 연구에 따르면 포도당 수송을 감소시키는 GLUT2의 활성을 억제합니다. 또한 글리코겐분해에 관여하는 GSK3의 활성을 증가시켜 세포의 글리코겐분해 활성을 증가시킵니다. 이 모든 것이 혈당 감소로 이어집니다. AMPK는 또한 스테롤 및 이소프레노이드 합성에 관여하는 HMGCR, 지방산 합성을 촉진하는 SREBP{26}}, 지방 생성에 활성인 ACC를 포함하여 지질 합성에 역할을 하는 인자를 억제하며, 또한 AMPK의 활성을 촉진합니다. 지방분해에 관여하는 HSL[43,45]. 이러한 활동은 혈액 지질의 감소로 이어질 수 있습니다. BAE, 말비딘 및 그 유도체는 인슐린 비의존성 경로에서 Thrl172 활성 형태에서 인산화를 통해 AMPK 활성화를 향상시키는 강력한 능력을 보여주었다. 따라서 BAE, malvidin 및 그 유도체는 간세포의 인슐린 감수성을 개선하고 포도당 항상성을 증가시키는 잠재적 기능식품으로 간주될 수 있습니다.
Gluconeogenesis는 혈액 순환으로의 포도당의 최종 방출을 촉매하며, 간에서 포도당의 과발현은 인슐린 저항성과 간 포도당 생산의 증가로 이어집니다[46]. 인슐린은 포도당신생합성과 그 활성물질을 직접적으로 억제하여 결과적으로 순환혈당 수치를 감소시킨다[29]. 우리의 결과는 BAE, malvidin 및 그 유도체가 인슐린 비의존성 경로에서 포도당신생합성(PEPCK 및 G6Pase)과 그 공동 활성화제(PGC-1 및 FOXO1)를 억제함으로써 간 포도당 형성을 감소시키는 것으로 나타났습니다. 따라서 BAE, malvidin 및 그 유도체는 인슐린 감수성과 식후 혈당 증가에 대한 반응을 개선하여 포도당 신생합성 및 그 활성화제를 억제할 수 있습니다. 에너지의 순간 연료로 활용되지 않는 불필요한 포도당은 초기에 글리코겐으로 저장됩니다[47]. 글리코겐 합성효소(GS)는 포도당으로부터 글리코겐을 형성하지만 글리코겐 합성효소 키나제 3(GSK3p)은 글리코겐을 포도당으로 전환하여 GS 활성을 억제합니다. 인슐린은 GSK3를 비활성화하여 글리코겐 분해를 억제하여 결과적으로 촉진
이 연구에서 BAE, malvidin 및 그 유도체는 인슐린 비의존성 경로에서 효과적인 GSK3 억제제 및 GS 자극제로 작용하여 인슐린 감수성을 향상시킬 수 있습니다.
GLUT2는 흡수(해당 분해) 단계에서 포도당을 흡수하고 포도당 신생합성 및 글리코겐 분해 동안 혈류로 방출하는 양방향 수송체입니다[49]. 세포외 포도당 농도가 증가하면 더 많은 포도당이 저친화도 포도당 수송체 GLUT2를 통해 췌장 세포로 들어갑니다[50]. 간에서 GLUT2 과발현은 포도당 자극 인슐린 분비를 손상시키고 공복 시 고혈당증 및 T2DM의 위험을 증가시킵니다[4]. 블루베리 추출물의 당류와 결합된 Malvidin은 GLUT2 발현 수준을 감소시켜 포도당의 급격한 상승을 방지했습니다. 플라보노이드 함유 당은 흡수율을 감소시켜 포도당 수송 및 흡수를 감소시킬 수 있는 반면, 안토시아닌 자체는 GLUT2에 의해 운반되지 않습니다[51]. 전자는 포도당의 급격한 증가를 줄이는 데 도움이 될 것입니다. 안토시아닌과 GLUT2 결합은 친수성 부분, 즉 모노글루코사이드의 경우 3-글루코실 부분과 B 고리, 5-글루코실 부분, 글루코사이드의 경우 A 고리, 글루코사이드의 경우 A 또는 B 고리를 통해 발생합니다. aglycones [52]. 이 연구에서 BAE, malvidin 및 그 유도체는 간 세포에서 GLUT2 과발현 수준을 감소시켜 췌장 세포에서 포도당 자극 인슐린 분비의 균형을 유지하고 포도당 수송 및 혈액 순환으로의 흡수를 감소시킵니다. .
비만 환자에서 지방 생성, 즉 ACC, SREBP{1}}c, HMGCR 및 HSL의 과발현은 당뇨병 및 지방간 질환과 밀접한 관련이 있습니다[53]. BAE, 말비딘 및 그 유도체를 사용한 전처리는 Ser79 비활성 형태에서 ACC의 인산화를 증가시켜 ACC를 비활성화할 수 있습니다. ACC 비활성화는 장쇄 지방산이 산화를 위해 미토콘드리아로 들어가도록 자극하여 지방산 흡수를 증가시킬 수 있습니다[54] . 이러한 전처리는 또한 ACC co-activator인 SREBP-1c의 발현을 감소시켜 지방산 합성을 억제했습니다. 3-하이드록시-3-메틸글루타릴 조효소 A 환원효소(HMGCR)는 콜레스테롤 합성에서 중요한 역할을 합니다[55]. 호르몬 감수성 리파아제(HSL)는 유리 지방산의 혈관 구조로의 방출을 매개합니다[56]. BAE, 말비딘 및 그 유도체는 간세포에서 HMGCR 및 HSL 발현 수준을 유의하게 감소시킴으로써 혈관계로 콜레스테롤 합성 및 유리 지방산 순환을 효과적으로 감소시켰다. 또한 고용량의 BAE는 혈청 세라마이드, 디아실글리세롤, 트리아실글리세롤 및 콜레스테롤의 축적을 억제하여 지질 대사 기능 장애를 예방할 수 있다고 보고되었습니다[57]. 따라서 BAE는 지방산과 콜레스테롤 합성을 효과적으로 감소시키고 지방산 산화를 증가시켜 결과적으로 지질 항상성을 촉진하는 고지혈증 기능식품으로서의 역할을 한다. 우리의 연구 결과에서 BAE, 말비딘 및 그 유도체는 AMPK 활성화를 통해 당뇨병을 치료하는 잠재적인 저혈당 및 고지혈증 효과가 있으며, 이는 인간 간암 세포에서 포도당 생성 및 지방 생성을 억제하고 혈류로의 포도당 수송을 감소시켜 인슐린 감수성을 증가시킵니다.
5. 결론
본 연구에서는 토끼눈 블루베리 품종의 안토시아닌 추출물의 시험관 및 생체 내 혈당 강하 및 지질 저하 효과를 조사했습니다. 결과는 간 산화 스트레스가 높은 포도당에 의해 유의하게 증가했으며, 이는 ROS를 최대 6-배까지 증가시키고 세포 생존력을 감소시키는 것으로 나타났습니다. Mv, Mv{1}}glc, Mv{2}}gal 및 블루베리 안토시아닌 추출물(BAE)로 전처리하면 ROS 생성을 낮추고 세포 생존력을 증가시켜 이러한 손상을 크게 줄였습니다. 이러한 발견은 BAE, malvidin 및 그 유도체가 ROS의 형성을 감소시키고 세포 생존력을 증가시켜 산화적 악화로부터 간 세포를 보호하는 강력한 항산화 능력을 가지고 있음을 보여줍니다. 따라서 이러한 전처리는 지방산과 콜레스테롤 합성을 효과적으로 감소시키고 혈관의 유리 지방산 순환을 감소시킬 수 있습니다. BAE는 체중 감소, 포도당 및 지질 수준의 상당한 감소를 통해 유도된 당뇨병 마우스의 고혈당증 및 고지혈증을 상당히 개선할 수 있습니다. SOD 및 AMPK 활성화의 항산화 활성은 BAE에 의해 현저하게 향상되었습니다. BAE, malvidin 및 그 유도체는 혈당 강하 및 고지혈증 활성을 갖는 효과적인 항당뇨병 기능식품임이 입증되었습니다. 그들은 AMPK를 효과적으로 활성화하여 인슐린 감수성을 개선하고 포도당 생성 및 지방 생성의 과발현으로부터 신체를 보호했습니다. 따라서 그들은 당지질 항상성을 효과적으로 유지하고 당뇨병을 예방할 수 있습니다. 이러한 결과는 BAE가 생체 외 및 생체 내에서 뛰어난 항당뇨 효과를 나타낼 수 있으며 블루베리 추출물의 주요 성분 중 하나인 안토시아닌이 저혈당 및 고지혈증 활성을 발휘하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다.
이 기사는 https://doi.org/10.1016/j.redox.2021.102100에서 발췌한 것입니다. 2021년 7월 21일 접수; 2021년 8월 9일 수정된 양식으로 접수됨; 2021년 8월 11일 수락됨
