Anti-Obesity Effect of 10 Kinds of Herbal Medicines Mixture with Sauce Base in High Fat Diet-Induced Obese C57BL/6 Mice

고지방식이로 유도된 C57BL/6 Mice에서 10가지 천연 소재를 섞은 소스의 비만 억제 효과

이진아¹*․박해진²*․김수현¹․김민주¹․김일규¹․노성수¹

1대구한의대학교 한의과대학 본초약리학교실

2대구한의대학교 산학협력단 코스메디컬센터

Anti-Obesity Effect of 10 Kinds of Herbal Medicines Mixture with Sauce Base in High Fat Diet-Induced Obese C57BL/6 Mice

Jin A Lee

, Hae-Jin Park

, Soo Hyun Kim

, Min Ju Kim

, Il Kyu Kim

, and Seong-Soo Roh

1

Department of Herbology, College of Korean Medicine and

2

Cosmedical Center, Academic Industry Cooperation, Daegu Haany University

ABSTRACT This study investigated the anti-obesity effects of natural material complexes. Male C57BL/6 mice were divided into four groups: a normal diet group (Nor), a high fat diet group (Con), 10 kinds of herbal medicines mixed with distilled water (SME), and mixed with sauce base (SMS). After 6 weeks, the body weight of the Con group increased and that of the SME group and the SMS group decreased. In addition, serum reactive oxygen species pro- duction was significantly decreased, and decreased alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase were observed.

Triglyceride and total cholesterol levels in serum and liver tissue were decreased, and the size of adipocytes was decreased in liver tissue of the treated group. Additionally, expression of proteins such as sterol regulatory element-bind- ing transcription factor 1c, fatty acid synthase, and stearoyl-CoA desaturase-1 was down-regulated in the administration group. Overall, the results suggested that the mixture of 10 herbal medicines has anti-obesity effects.

Key words: anti-obesity, sauce with herbal medicines, ROS, AMPK

Received 29 May 2018; Accepted 22 June 2018

Corresponding author: Seong-Soo Roh, College of Korean Medicine, Daegu Haany University, Daegu 42158, Korea

E-mail: [email protected], Phone: +82-53-770-2350

*These authors contributed equally to this work.

서 론

비만은 오랜 기간 지나친 에너지 섭취와 신체활동의 감소 로 인해(1) 체지방이 과도하게 축적된 상태를 의미하며 비정 상적인 지방세포 크기(hypertrophy)와 숫자의 증가(hyper- plasia)는 비만의 대표적인 원인으로 알려져 있다(2). 현대 사회에서는 서구화된 식생활과 환경 변화에 따라 전 세계적 으로 비만 인구가 급증하고 있으며, 과체중으로 인하여 고혈 압, 고지혈증, 당뇨병, 심혈관계 질환 등과 같은 성인병의 발병률 또한 증가하는 추세이다(3).

체내 항산화작용의 불균형은 비만과 밀접한 관계를 가진 다(4). 체내에서는 에너지의 생산을 위한 산화과정 중 활성 산소(reactive oxygen species, ROS)가 생성된다. ROS는 세포 대사과정에서 지속해서 생성되며(5), 생성된 ROS는 세포의 성장, 신호 전달 및 분화에 작용을 한다. 그러나 과도 하게 생성되어 산화적 스트레스가 발생되면 세포 구성성분

인 지질, 단백질, DNA, 당 등을 손상시켜 각종 질환의 원인 이 될 수 있다(2).

AMP-activated protein kinase(AMPK)는 세포 내 에너 지 항상성 유지를 가지는 효소이며, 지방 대사 조절에도 중 요한 역할을 한다. AMPK는 이질이합체로 세포 내의 AMP 가 증가함으로써 활성화되고 지방산 산화를 증가시킨다. 또 한, AMPK는 지방산 합성을 억제하는데 AMPK 기능 이상은 당뇨병, 비만 등과 같은 대사성 질환과도 연관성이 높은 것 으로 나타나고 있다(6).

현재 전 세계적으로 비만의 예방 및 치료에 많은 관심을 가지고 있으며, 홍삼･복분자 치즈(7), 가르시니아 캄보지아 추출물 딥소스(8), 인삼 식초(9) 등과 같은 저열량 식사대용 품(1회분에 150 kcal), well-being 식품, 다이어트 보조용 영양보충식품들이 개발되어 사용되고 있다.

소스류는 향신료, 당류 등을 가해 식품의 풍미와 음식의 색채를 더하고 영양가를 더해주며 식품 간의 조화를 이끌어 소비자들의 기호성을 높여준다(10). 국내 소스 시장은 약 1,260억 원의 매출을 보이고 있으며, 이 중 굴소스, 머스타 드소스, 스테이크소스 등의 양식 소스에서 약 960억 원, 돼 지갈비양념, 소불고기양념 등의 한식 소스에서 300억 원 규 모의 매출을 보였다. 고급화된 프리미엄 소스의 시장이 확대

되는 추세에 있으나, 대부분의 육류와 같이 섭취함으로써 비만을 초래할 가능성이 커지고 있다(8).

천연물에 함유된 유효성분 및 다양한 화합물이 체지방을 감소하는 등의 항비만 효과를 나타냈으며(11), 이로 인해 다양한 천연 소재를 이용하여 기능성 소재를 첨가한 소스 제조가 활발히 연구되고 있다(10).

선행연구에서는 지질개선 효과가 유효하다고 보고된 10 가지 천연 소재 정향(Syzygii Flos), 계피(Cinnamomi Cor- tex Spissus), 녹차(green tea), 오미자(Schisandrae Fruc- tus), 울금(Curcumae longae Radix), 하수오(Polygoni Multiflori Radix), 상백피(Mori Cortex Radicis), 조릿대 (Mori Folium), 더덕(Codonopsidis Radix), 야관문(Chi- nese Lespedeza)을 동일한 비율로 혼합하여 만든 복합물 이 고지방식으로 유도된 비만 마우스에서 뛰어난 항비만 효 과를 가진다고 밝혀졌으며(12), 따라서 본 연구는 이를 소스 에 첨가하였을 때 천연소스가 가지는 항산화 및 항비만 효과 에 미치는 영향을 평가하고자 한다.

재료 및 방법

천연물 시료 추출과 천연 복합물 제조

본 실험에 사용한 정향, 계피, 녹차, 오미자, 울금, 하수오, 상백피, 조릿대, 더덕, 야관문은 옴니허브(대구, 한국)에서 구입한 것을 생약 규격집에 맞추어 약전규격에 합격한 것만 을 정선하여 사용하였다. 각 약재는 200 g에 증류수 2,000 mL를 가하여 열탕 추출기에서 2시간 추출하여 얻은 액을 감압 추출장치로 농축한 후 동결 건조기를 이용하여 완전 건조시켜 파우더를 얻었으며, 수율은 각각 정향 3.7%, 계피 22.2%, 녹차 19.9%, 오미자 27.7%, 울금 7.2%, 하수오 28.0

%, 상백피 6.9%, 조릿대 6.2%, 더덕 27.3%, 야관문 13.1%

를 얻었다. 이들은 모두 냉동(-80°C) 보관하였고, 10가지 한약재를 동일한 비율로 증류수에 혼합한 것을 ‘SME’, 소스 베이스에 혼합한 것을 ‘SMS’로 하였다.

시약

본 실험에 사용된 gallic acid, Folin-Ciocalteu’s phenol reagent, sodium carbonate, naringin, diethylene glycol, sodium hydroxide, potassium phosphate monobasic, potassium phosphate dibasic은 Sigma-Aldrich Co.(St.

Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. 2’,7’-Dichlo- rofluorescein diacetate(DCFH-DA)는 Molecular Probes (Eugene, OR, USA)에서, ECL Western Blotting Detec- tion reagents는 GE Healthcare(Arlington Height, IL, USA)로부터 구입하여 사용하였다. AMP-activated pro- tein kinase(AMPK), phospho-AMP-activated protein kinase(p-AMPK), sterol regulatory element-binding transcription factor 1(SREBP-1), fatty acid synthase (FAS), stearoyl-CoA desaturase-1(SCD-1), β-actin,

histone과 2차 항체는 Santa Cruz Biotechnology(Dallas CA, USA)에서, acetyl-CoA carboxylase(ACC)와 phos- pho-acetyl-CoA carboxylase(p-ACC)는 Cell Signaling Technology, Inc.(Danvers, MN, USA)로부터 구입하여 사 용하였다. 단백질 정량을 위한 bicinchoninic acid(BCA) protein assay kit은 Thermo Scientific(Rockford, IL, USA) 에서 구입하였으며 triglyceride(TG), total cholesterol(TC), alanine aminotransferase(ALT), aspartate aminotrans- ferase(AST) assay kit은 Wako Pure Chemical Indus- tries, Ltd.(Osaka, Japan)에서, high density lipoprotein cholesterol(HDL-C) assay kit은 Asan Pharmaceutical (Seoul, Korea)에서 구입하였다.

천연 복합물의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량 측정

실험동물 및 동물실험

4주령 웅성 C57BL/6 mice(오리엔트, 서울, 한국)를 구매 하여 물과 고형사료(항생제 무첨가, 삼양사, 경산, 한국)를 충분히 공급하며 1주간 실험실 환경에 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 동물 사육실의 조건은 conventional system으 로 온도 22±2°C, 습도 50±5%, 명암주기는 12시간 주기로 조절하였다. 정상군은 일반사료(조단백질 22.1% 이상, 조 지방 8.0% 이하, 조섬유 5.0% 이하, 조회분 8.0% 이하, 칼슘 0.6% 이상, 인 0.4% 이상, 항생제 무첨가, 삼양사)를 급여하 고, 고지방식이군은 60% high-fat diet(HFD; Diet 12492, Research Diets, Inc., New Brunswick, NJ, USA)를 매일 새롭게 공급하였다. 실험은 동물실험의 윤리적, 과학적 타당 성 검토 및 효율적인 관리를 위하여 대구한의대학교 동물실 험윤리 위원회(Institutional Animal Care and Use Com- mittee: IACUC)의 승인(승인번호: DHU 2017-041)을 받 았다.

C57BL/6 마우스를 이용한 비만 유발 동물모델: 모든 마 우스는 일정한 시간에 1회/1일 체중, 사료 섭취량 측정 및 약물투여를 하였다. 실험군은 군별로 7마리씩 4군으로 나눈

Table 1. Nutritional component of base sauce

List Content

Calorie Sodium Carbohydrate Saccharide Fat

Saturated fat Trans fat Cholesterol Protein

116.536 252.7 26.038 16.330 1.012 0.157

－

－ 0.819

kcal/100 g mg/100 g g/100 g g/100 g g/100 g g/100 g

g/100 g

후 1주일간 적응시킨 다음 고지방식이 대조군은 증류수를, SME는 10가지 약재를 동일한 비율로 증류수에 혼합해 150 mg/kg/d 농도로 존대(Zonde)를 이용하여 6주간 경구 투여 하였고, SMS는 10가지 약재를 동일한 비율로 소스 베이스 (Table 1)에 혼합하여 150 mg/kg/d 농도로 존대를 이용하 여 6주간 경구 투여하였다. 실험종료 하루 전 12시간 절식시 킨 후 실험종료 당일 마취해 혈액을 채취하였고, 30분 이내 에 4,000 rpm, 4°C에서 10분간 원심분리 하여 혈장을 -80

°C 냉동고에 보관하였으며, 실험동물의 간 조직과 부고환 지방조직은 혈액 채취 후 즉시 적출하여 -80°C에 보관하였 다.

혈청 내 산화적 스트레스 바이오마커 측정

산화적 스트레스 바이오 마커인 ROS 값은 혈청과 25 mM DCFH-DA를 혼합한 후 형광 광도계를 이용하여 0분부터 매 5분씩 emission 파장 530 nm와 excitation 파장 485 nm를 이용하여 30분간 측정하여 산출 값을 계산하였다.

지질 함량 및 간 손상 지표 분석

심장에서 채혈한 혈액을 4,000 rpm, 10분 동안 원심분리 하여 혈청을 얻었다. 마우스 혈청의 TG, TC, ALT, AST는 assay kit(Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)의 프로 토콜에 따라 측정하였다. HDL-C assay kit(Asan Phar- maceutical)의 프로토콜에 따라 측정하였으며, LDL-C의 농도는 Friedward법을 이용하여 계산하였다. LDL-C=total cholesterol－(HDL-C+triglyceride×0.2).

간 조직 western blotting

세포질을 얻기 위해 100 mM Tris-HCl(pH 7.4), 5 mM Tris-HCl(pH 7.5), 2 mM MgCl₂, 15 mM CaCl₂, 1.5 M sucrose, 0.1 M DTT, protease inhibitor cocktail을 첨가 한 buffer A를 넣고 tissue grinder(Biospec Products, Bartlesville, OK, USA)로 분쇄한 후 10% NP-40 용액을 첨가하였다. 아이스 위에서 20분간 정치시킨 후 12,000 rpm 으로 2분간 원심분리 하여 세포질을 포함하고 있는 상층액 을 분리하였다. 핵을 얻기 위해 10% NP-40가 더해진 buf- fer A에 두 번 헹구고 100 mL의 buffer C(50 mM HEPES,

50 mM KCl, 0.3 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 1 mM DTT, 0.1 mM PMSF, 10% glycerol)를 첨가해 재부유시킨 후 10분마다 vortex를 3번 하였다. 4°C에서 12,000 rpm으로 10분간 원심분리 한 후 핵을 포함하고 있는 상층액을 얻어 -80°C에서 각각 냉동 보관하였다. 간 조직 세포질의 AMPK, p-AMPK, FAS, SCD-1, ACC, p-ACC와 세포핵의 his- tone, SREBP-1, PPARα 단백질 발현을 측정하기 위하여 10 μg의 단백질을 8~15% SDS-polyacrylamide gel을 이용하 여 전기영동한 후, acrylamide gel을 nitrocellulose mem- brane으로 이동시켰다. 준비된 membrane에 각각의 1차 antibody를 처리하여 4°C에서 overnight 시킨 후 PBS-T 로 6분마다 5회 세척하고, 각각 처리된 1차 항체에 사용되는 2차 항체(PBS-T로 1:3,000으로 희석해서 사용)를 사용하 여 상온에서 1시간 반응시킨 다음 PBS-T로 6분마다 5회 세척하였다. 그리고 enhanced chemiluminescence(ECL) 용액에 노출시킨 후 Sensi-Q2000 Chemidoc(Lugen Sci Co., Ltd., Seoul, Korea)에 감광시켜 단백질 발현을 확인한 다음, 해당 band를 ATTO Densitograph Software(ATTO Corporation, Tokyo, Japan) 프로그램을 사용하여 정량하 였다.

조직학적 관찰

주요 장기에 대한 조직병리학적 관찰을 수행하기 위해 간 조직을 10% neutral buffered formalin에 24시간 동안 고 정시킨 다음 graded alcohol로 탈수시키고, 파라핀으로 포 매하여 block을 제작한 다음 microtome으로 4 mm 두께의 조직 절편을 제작하여 Oil Red O 염색을 시행한 후 xylene clearing을 거쳐 permount로 처리한 다음 광학현미경 위에 서 조직 또는 장기별 특이 병변의 유무를 관찰하였다.

통계분석

In vitro

in vivo

P

P

P

결과 및 고찰

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 측정

폴리페놀계 성분들은 phenolic hydroxyl기가 효소 단백 질과 같은 거대한 분자들과 결합되어 항산화, 항당뇨 및 항 암 등의 생리활성을 나타내는 강력한 항산화 성분으로 알려 져 있는데, 이러한 폴리페놀계 성분들은 천연물에 함유되어 있다(15). 천연 소재 복합물의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 SME는 10.56±0.02 mg/g, SMS는 15.14±0.08 mg/g

Table 2. Total polyphenol and total flavonoid content of herbal

Sample Content (mg/g)

Total polyphenol Total flavonoid SME

SMS

10.56±0.02 15.14±0.08

3.30±0.03 5.16±0.03 SME, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with distilled water; SMS, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with source base.

Values are expressed as mean±SD.

Table 3. Changes in body weight and food intake of C57BL/6 mice during 6 weeks

Group Body weight

Food intake (g/d) Initial (g) Final (g) Gain (g)

Nor Con SME SMS

20.61±0.19 20.18±0.64 21.17±0.32 21.19±0.33

26.95±0.28^**

29.41±0.88 26.26±0.45^***

27.67±0.12^*

6.34±0.21^***

9.23±0.79 5.10±0.32^***

6.49±0.34^**

4.08±0.70 2.55±0.18 2.23±0.22 2.31±0.25 Experimental mice were fed with etiher chow and high fat diet supplemented for 6 weeks.

Nor, normal diet; Con, high fat diet; SME, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with distilled water; SMS, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with source base.

Values are expressed as mean±SEM (n=6).

Asterisks in the same column indicate significant differences from the Con group (^*

P<0.05,

P<0.01,

P<0.001).

Fig. 1. Effect of herbal medicines mixture on serum ROS level

SMS, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with source base. All data are expressed as mean±SEM, n=6 mice per group.

Asterisks indicate significant differences from the Con group (^*

P<0.05,

P<0.001).

으로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과 SME 는 3.30±0.03 mg/g, SMS는 5.16±0.03 mg/g으로 천연 소재 복합물은 높은 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 나타냈다(Table 2).

체중 및 식이섭취량 측정

고지방식이로 유도된 웅성 C57BL/6 mice에서 천연 소재 복합물 투여가 동물의 식이섭취량 및 체중 변화에 미치는 영향을 확인해본 결과 Table 3과 같이 나타났다. 체중 변화 량을 확인해본 결과 정상군은 6.34±0.21 g, 대조군은 9.23

±0.79 g, SME와 SMS는 각각 5.10±0.32 g, 6.49±0.34 g 증가한 것을 확인하였으며, 대조군에 비해 정상군(

P

0.001), SME(

P

P

혈청 내 ROS 측정

지방세포와 활성산소종은 밀접한 관련이 있다. 지방세포 로부터 과도하게 생성된 활성산소는 산화적 스트레스를 증 가시켜 조직손상 및 염증 등과 관련 있을 뿐 아니라(17), 발생된 ROS는 지방세포의 분화를 촉진시키기 때문에 비만 의 주요한 원인이 되기도 한다(18). 정상군과 비교해 보았을 때 대조군은 17% 유의적(

P

P

P

으로 감소하는 효과를 보였다(Fig. 1). 본 실험을 실시한 결 과 SME와 SMS를 섭취함으로써 ROS 생성을 유의하게 저해 하는 효과가 나타났다. 이는 SME와 SMS가 항비만 효과뿐 만 아니라 세포 조직 손상, 염증 및 당뇨병 등의 질환에 효과 적으로 활용될 수 있음을 보여준다(19).

혈청 내 ALT 및 AST 측정

혈중의 ALT, AST는 간 손상 정도를 판단하는 중요한 지 표가 되는데 혈중으로 ALT 및 AST의 방출이 증가했다는 것은 간의 실질세포에서 장애가 발생했음을 의미한다(20).

간 및 특정 장기가 손상되면 혈액 속으로 분비되어 수치가 상승하게 되고 장기에 있는 고콜레스테롤 및 고지방식이 등 이 유발된다. 본 실험은 혈액에서 혈청을 분리하여 혈청 내 의 간 손상 지표인 ALT 및 AST를 측정하였다. ALT의 경우 정상군에 비하여 대조군은 12% 증가하였으며, 대조군에 비 하여 SME 및 SMS는 유의성은 없지만 각각 3%, 12% 감소 하는 경향을 나타냈다. AST의 경우 정상군에 비하여 대조 군은 15% 증가하였으며, 대조군에 비하여 SME는 37% 유 의성 있게(

P

Table 4. Serum biochemistry of mice

Group Serum

Total cholesterol (mg/dL) Triglyceride (mg/dL) HDL cholesterol (mg/dL) LDL cholesterol (mg/dL) Nor

Con SME SMS

799.89±4.85^***

814.35±4.47 809.73±4.40^* 813.71±2.81

70.82±1.85^***

88.70±5.78 64.96±5.52^***

62.39±9.30^***

74.29±3.12^* 83.33±9.56 82.79±4.91 80.38±9.36

711.43±4.93^***

719.53±4.95 713.94±5.69^* 716.16±6.11 Experimental mice were fed with Nor, Con, SME, and SMS supplemented for 6 weeks.

Nor, normal diet; Con, high fat diet; SME, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with distilled water; SMS, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with source base.

Values are expressed as mean±SEM (n=6).

Asterisks in the same column indicate significant differences from the Con group (^*

P<0.05,

P<0.001).

0 1 2 3 4 5 6 7

Nor Con SME SMS

ALT (IU/L)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Nor Con SME SMS

AST (IU/L) ***

*

A B

Fig. 2. Alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) in serum. (A) ALT, (B) AST. Nor, normal diet; Con,

P<0.05,

P<0.001).

(

P

혈청 내 지질 함량 측정

고지방식이로 유도된 웅성 C57BL/6 mice에 천연 소재 복합물을 6주간 급여한 후 혈청 내의 지질 함량을 측정하였 으며 지질 함량 변화는 Table 4와 같다. TG의 함량 측정 결과 정상군(70.82±1.85 mg/dL,

P

P

P

P

P

3.12 mg/dL,

P

±4.91 mg/dL) 및 SMS(80.38±9.36 mg/dL)에서 감소하는 경향이 나타났다. LDL-콜레스테롤 또한 정상군(711.43±

4.93 mg/dL,

P

±5.69 mg/dL,

P

P

Table 5. Liver and fecal lipid biochemistry of mice

Group Liver Fecal lipid

Total cholesterol (mg/dL) Triglyceride (mg/dL) Total cholesterol (mg/dL) Triglyceride (mg/dL) Nor

Con SME SMS

1.40±0.08^* 1.77±0.13 1.15±0.06^**

1.32±0.23^*

9.06±0.56^* 11.53±0.97 8.08±0.33^**

10.43±1.13

110.64±33.06^***

356.80±62.45 341.49±36.29 334.62±96.78

475.95±72.08 497.29±73.83 475.95±72.08 502.94±93.43 Experimental mice were fed with Nor, Con, SME, and SMS supplemented for 6 weeks.

Nor, normal; Con, high fat diet; SME, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with distilled water; SMS, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with source base.

Values are expressed as mean±SEM (n=6).

Asterisks in the same column indicate significant differences from the Con group (^*

P<0.05,

P<0.01,

P<0.001).

A B C

D E

Fig. 3. Expression of protein related to lipid metabolism in liver tissue. Western blot analysis of AMPK, p-AMPK, SREBP-1c,

P<0.05,

P<0.01,

P<0.001).

간 조직 및 분변 내 지질 함량 측정

비만은 흔히 고지혈증과 같은 질병을 동반하며 고지방식 이에 의해 유도된 C57BL/6 mice에서는 콜레스테롤과 중성 지방이 증가한다고 알려져 있다(23). 본 실험에서는 간 조직 및 분변 내의 지질 함량을 측정하였으며 지질 함량 변화는 Table 5와 같다. 간 조직에서의 TC 함량 측정 결과 정상군 (1.40±0.08 mg/dL,

P

dL)에서 유의적으로 증가하였으며, 대조군에 비해 SME(1.15

±0.06 mg/dL,

P

P

0.56 mg/dL,

P

P

1.13 mg/dL) 또한 감소하는 경향을 보였다. 분변 내의 TC 함량 측정 결과 정상군(110.64±33.06 mg/dL,

P

TG의 함량은 정상군(475.95±72.08 mg/dL) 대비 대조군 (497.29±73.83 mg/dL)에서 증가하는 경향이 나타났으며, 대조군에 비해 SME(475.95±72.08 mg/dL)와 SMS(502.94

±93.43 mg/dL)에서 감소하는 경향을 보였다. 실험 결과 고지방식이로 유도된 C57BL/6 mice의 간 및 분변에서 TG 및 TC가 증가한 것을 확인할 수 있으며 SME 및 SMS를 투여하였을 때 TG와 TC가 각각 감소하는 것을 확인함으로 써 항비만 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.

A B

Nor

Con

C D

SME

SMS

Fig. 4. Effect of herbal medicines mixture

SME, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with distilled water; SMS, HFD+10 kinds of herbal medicines mixed with source base.

간 조직 western blotting

앞선 실험을 통해 SME와 SMS가 지방 축적을 억제한다 는 것을 확인하였으며, 그 결과를 토대로 AMPK, SREBP- 1c, FAS, SCD-1 및 ACC의 기전을 확인하였다. AMPK는 serine/threonine kinase의 일종으로서 세포 내 에너지 상 태를 감지한다고 알려져 있는 효소이다. ATP 대비 AMP가 증가할 경우 활성화되며(27), AMPK가 활성화되었을 때 지 방 분화 및 합성 과정 등과 같은 단백질 합성 신호전달 경로 를 억제하는 것으로 나타나고 있다(28). SREBP-1c는 주로 간에서 지질 합성과 지방산 대사에 관여하는 인자로서 지방 세포의 분화 시작부터 완료 단계에 이르기까지 발현한다.

SREBP-1c의 표적유전자로는 SCD-1, FAS 등이 있으며 이들은 대부분 지방산 대사 조절을 담당하는 효소이다(29).

천연 소재 복합물이 실험동물의 지방조직 내 인자들의 발현 에 미치는 영향을 측정한 결과 정상군에 비해 대조군에서 AMPK, ACC의 인산화는 낮게 나타났으며, SME에서는 대 조군 대비 AMPK 인산화가 증가하였고 ACC 인산화 또한 유의성 있게(

P

P

P

P

0.05). 실험 결과 SME와 SMS는 지방 합성을 억제함으로써 체내의 지방 축적을 저해하는 것으로 나타났으며, SME와 SMS 천연 소재 복합물은 체지방 축적 억제 등에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 생각된다(Fig. 3).

간 조직학적 분석

부검 후 적출한 간 조직을 Oil Red O 염색을 하여 광학 현미경을 이용하여 관찰한 결과(Fig. 4) 정상군 대비 대조군 에서 많은 지방들이 관찰되었으며, SME와 SMS 투여군에서 지방크기가 감소한 것을 관찰할 수 있었다. 이를 통하여 천 연 소재 복합물이 간에서의 지방 축적 억제를 확인하였다.

요 약

본 연구는 천연 항비만 소재를 찾기 위해 4주령 웅성 C57BL/

6 mice를 이용하여 정향, 계피, 녹차, 오미자, 울금, 하수오, 상백피, 조릿대, 더덕, 야관문 10가지 천연 소재 복합물의 항비만 효과를 확인하였다. 고지방식이와 함께 10가지 한약 재를 동일한 비율로 증류수에 혼합한 ‘SME’와 소스 베이스 에 혼합한 ‘SMS’를 6주간 공급하였다. SME 및 SMS 투여를 통해 몸무게가 유의적으로 감소하는 효과가 나타났으며, 혈 액 내 활성산소의 유의적인 감소가 나타났다. 간 조직 및 분변 내 TG, TC 수치 감소가 나타났으며, 또한 혈액 내 TG, TC, HDL-C 및 LDL-C 수치를 감소시켰다. 천연 소재 복합 물은 AMPK의 활성화를 통해 p-AMPK 발현을 증가시킴으 로써 SREBP-1c의 생성을 감소시키고 ACC의 인산화를 촉 진했으며, SREBP-1c의 표적인자인 FAS 및 SCD-1의 발 현 또한 유의적으로 감소시켰다. 실험 결과 SME 및 SMS의 항비만 효과를 확인하였으며, 소스 베이스에 천연 복합물 소재를 혼합한 SMS는 항비만 천연 소재 식품 개발에 있어서 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

감사의 글

이 연구 결과는 2015년도 산업통상자원부에서 시행한 지역 특화산업육성(R&D) 기술개발사업(과제번호: R0004310) 의 지원에 의해 수행되었습니다.

REFERENCES

1. Kim SH, Lee AR, Kim KJ, Kim IG, Rhee MH, Kim H, Roh S. 2018. Research for reduction of body fat and develop- ment of high functionality in young persimmon fruit. Kor

J Herbol 33: 1-7.

2. Kim NS, Shon MS, Kim GN, Hwang YI. 2014. Anti-obese and antioxidant activities of Spica prunellae extract in 3T3- L1 and HepG2 cells. Food Eng Prog 18: 413-418.

3. Chin HS, Pack KJ, Pack SH, Kim JK. 2009. The effects of herbal extract mixture on anti-obesity. J Korean Soc Food

Sci Nutr 38: 32-38.

4. Kim JY, Shin M, Heo YR. 2014. Effects of stabilized rice bran on obesity and antioxidative enzyme activity in high fat diet-induced obese C57BL/6 mice. J Korean Soc Food

Sci Nutr 43: 1148-1157.

5. Kim SY, Park HJ, Kim MR. 2016. Free radical scavenging effect of water extract from Bansi (Diospyroskaki), Cheong- do flat persimmon. J Appl Orient Med 16: 69-78.

6. Park JE, Shin EJ, Ha BG, So MS, Shon YH. 2013. Effect of deep sea water containing chitosan oligosaccharides on fatty acids synthesis, β-oxidation, and AMPK activation. J

Chitin Chitosan 18: 93-98.

7. Lee D, Kim NS, Kim HR, Kim MS, Lee CH, Oh MJ, Oh CH, Kim JS, Kim MS, Kwon J. 2018. Anti-obesity effects of mixture of cheese, fermented red ginseng and Rubus cor-

eanus Miquel. Korean J Food Nutr 31: 242-251.

8. Kang ES, Hwang JS, Kim MH, Kim HJ, Lee CK, Seo HG.

2013. Effect of Garcinia cambogia extract-containing dip- sauce for meat on lipid accumulation and body weight re- duction in rats fed high-fat diet. Korean J Food Sci Anim

Resour 33: 276-280.

9. Oh YJ, Kwon SH, Choi KB, Kim TS, Yeo IH. 2014. Effect of vinegar made with hydroponic-cultured Panax ginseng C.

A. Meyer on body weight and lipid metabolism in high-fat diet-fed mice. Korean J Food Sci Technol 46: 743-749.

10. Shin M, An H, Lee YC, Seo B, Roh S. 2017. Comparative evaluation of Korean medicine well-matched with chicken through an inhibition of pancreatic lipase. Kor J Herbol 32:

9-15.

11. Ahn IS, Park KY, Do MS. 2007. Weight control mechanisms and antiobesity functional agents. J Korean Soc Food Sci

Nutr 36: 503-513.

12. Kim SH, Kim SJ, Kim KJ, Lee AR, Roh SS, Lee YC. 2017.

Antioxidant and anti-obesity effect of SM17 in high-fat diet induced C57BL/6 mice. Kor J Herbol 32: 47-55.

13. Folin O, Denis W. 1912. On phosphotungastic-phosphomo- lybdic compounds as color reagent. J Biol Chem 12: 239- 243.

14. Lister CE, Lancaster JE, Sutton KH, Walker JR. 1994. De- velopmental changes in the concentration and composition of flavonoids in skin of a red and a green apple cultivar.

J Sci Food Agric 64: 155-161.

15. Kim JD, Jung JH, Kim SG, Lee HK, Lee SK, Hong HD, Lee BY, Lee OH. 2011. Antioxidants and anti-obesity activ-

ities of hot water and ethanolic extracts from Cheonnyuncho (Opuntia humifusa). Korean J Food Preserv 18: 366-373.

16. Kim YH, Kim HY, Lim SH, Kim KH, Park DS, Lee JH, Park CG, Park CB, Kim S. 2011. Effect of Aceriphyllum ros-

sii ethanol extract on lipid metabolism in rats fed a high-fat

17. Lee H, Lee YJ, Choi H, Ko EH, Kim JW. 2009. Reactive oxygen species facilitate adipocyte differentiation by accel- erating mitotic clonal expansion. J Biol Chem 284: 10601- 10609.

18. Lee KS, Kim MG, Lee KY. 2004. Antimicrobial effect of the extracts of cactus Chounnyouncho (Opuntia humifusa) against food borne pathogens. J Korean Soc Food Sci Nutr 33: 1268-1272.

19. Kim SS, Son SM. 2008. Oxidative stress and cell dysfunc- tion in diabetes: Role of ROS produced by mitochondria and NAD(P)H oxidase. Korean Diabetes J 32: 389-398.

20. Jeong HS. 2013. Efficacy of Alismatis Orientale Rhizoma on obesity induced by high fat diet. Kor J Herbol 28: 95- 106.

21. Park SJ, Jeon YJ, Kim HJ, Han JS. 2013. Anti-obesity ef- fects of Ishige okamurae extract in C57BL/6J mice fed high- fat diet. Korean J Food Sci Technol 45: 199-205.

22. Kim YH, Han KI, Jeon MA, Kwon HJ, Park MK, Han MD.

2011. Cholesterol lowering effect of ethanol extracts of salt- ed and fermented small shrimp in rats administered a high fat diet. Korean J Microbiol Biotechnol 39: 281-286.

23. Lee MH, Nam DE, Kim OK, Shim TJ, Kim JH, Lee JM.

2014. Anti-obesity effects of African mango (Irvingia gabo-

nesis, IGOB 131™) extract in leptin-deficient obese mice.

J Korean Soc Food Sci Nutr 43: 1477-1483.

24. Lee MR, Oh DS, Wee AJ, Yun BS, Jang SA, Sung CK.

2014. Anti-obesity effects of Lentinus edodes on obese mice induced by high fat diet. J Korean Soc Food Sci Nutr 43:

194-199.

25. Lee JJ, Park MR, Kim AR, Lee MY. 2011. Effects of ramie leaves on improvement of lipid metabolism and anti-obesity effect in rats fed a high fat/high cholesterol diet. Korean

J Food Sci Technol 43: 83-90.

26. Park SH, Jang MJ, Hong JH, Rhee SJ, Choi KH, Park MR.

2007. Effects of mulberry leaf extract feeding on lipid status of rats fed high cholesterol diets. J Korean Soc Food Sci

Nutr 36: 43-50.

27. Yuan HD, Lim BH, Kim SJ, Quan HY, Zhang Y, Shin DH, Chung SH. 2009. Anti-obese activity of HPJ extract on high fat diet-induced obese mice. Yakhak Hoeji 53: 286-292.

28. Kim MS, Lee MS, Kim SH, Kim SH, Kim HJ, Sung MJ, Kim HY, Kwon DY, Hwang JT. 2007. Anti-obesity effects of ginsenoside Rd via AMPK and PPAR gamma. Korean

J Biotechnol Bioeng 22: 341-344.

29. Lim HJ, Seo JE, Chang YH, Han BK, Jeong JK, Park SB, Choi HJ, Hwang JA. 2014. Anti-obesity effects of Jeju Hal- labong Tangor (Citrus kiyomi×ponkan) peel extracts in 3T3- L1 adipocytes. J Korean Soc Food Sci Nutr 43: 1688-1694.