유전자 발현 변이 분석을 통한 고지방 식이 유도 마우스 모델에서의 홍삼의 항비만 효과에 대한 연구

Abstract

삶이 윤택해지면서 현대 사회에서 급격한 증가 추세를 보이는 성인병 중에 하나가 비만이다. 이는 기름진 식생활과 운동 부족 등 생활습관의 변화로 성인에서뿐만 아니라 어린이에서도 유발되고 있어 현대인의 건강 유지에 매우 중요하다. 특히 당뇨병, 고혈압, 고지혈증 및 심혈관계 질환 등과 같은 만성대사증후군 유발의 주요 원인으로 간주되고 있어 최근 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 심각한 건강 문제로 대두되고 있는 한편 개선방안에 대한 관심 또한 증가하고 있다. 홍삼은 수삼을 쪄서 말린 붉은 인삼으로 2000여 년 전부터 아시아 각국에서 약초로써 민간요법에 사용되어 왔다. 실제로 학계에서는 항 당뇨작용, 고혈압 치료, 두뇌활동 촉진, 혈액순환 촉진, 성기능 장애 개선, 항암 효과와 관련된 홍삼의 효능에 대한 연구들이 많이 발표되었으며 웰빙 붐 (well-being boom)이 일면서 아시아의 약초에 전세계의 이목이 집중됨에 따라 인삼의 성분인 사포닌 분획, 진세노사이드에 관한 보고도 늘어나고 있다. 본 연구에서는 비만에 대한 홍삼의 효과에 초점을 두어 장기간 고지방식이로 유도된 비만 쥐에서 홍삼 추출액의 효과를 여러 생화학적 지표와 유전자 발현 변이의 변화를 분석함으로써 알아보고자 하였다. 실험동물은 C57BL/6J 마우스를 사용하였고 10마리씩 정상식이군, 고지방식이군 (60% fat, HFD), HFD+0.5% 홍삼식이군, HFD+ 1.0% 홍삼식이군, HFD+ 3.0% 홍삼식이군의 다섯 군으로 나누어 13주 동안 지켜보았다. 매 주 마우스의 몸무게를 측정하였고 마지막 주에는 콜레스테롤, leptin, adiponectin과 같은 생화학적 지표들의 농도를 측정하였다. 또한 유전자 발현 변이를 알아보기 위해 간에서 total RNA를 추출하였고 Agilent Mouse genome 4X44K oligonucleotide array chip을 사용하였다. 고지방식이군은 정상식이군에 비하여 유의적으로 체중이 증가 되었으며 홍삼 식이군들은 고지방식이에 비하여 15.2% ~ 26.0% 체중이 감소되었다. 혈중 콜레스테롤 농도는 고지방식이군은 정상식이군에 비하여 콜레스테롤 함량이 증가하고 고지방식이군에 비하여 각 홍삼 식이군에서 콜레스테롤 함량이 21.9% ~ 27.9% 감소되어 나타났다. 또한 각 군에서 leptin, adiponectin 분비를 비교해 보았을 때 홍삼식이군에서 추출한 혈청 단백질들이 정상식이군에서 분비된 것들과 유사한 정도로 나타난 것으로 보아 홍삼 추출액이 항 비만 효과를 가지고 있다는 것을 알 수 있었다. 유전자 발현 변이 분석 결과, 고지방식이군에서는 높게 발현되었던 지방대사 및 콜레스테롤 대사 관련 유전자(Lipa, Cyp7a1, Il1rn, Acot2, Mogat1, Osbpl3, Asah3l, Insig1, Anxa2, Vldlr, Hmgcs1, Sytl4, Plscr4, Pla2g4e, Slc27a3, Enpp6) 들이 홍삼식이군에서는 낮게 발현되었다. 이는 몇 개의 유전자를 선별하여 real time PCR로써 확증하여 홍삼의 항 비만 효과를 확인할 수 있었다. 위의 실험 결과를 토대로 지방대사와 관련된 유전자들이 관여하여 체내 단백질의 발현을 조절함으로써 홍삼이 항 비만 효과를 가진다는 것을 알 수 있었고 후에, 이에 대한 정확한 메커니즘을 밝혀 내는 것 또한 좋은 연구가 될 것이라 생각된다.