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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10007892&local_id=10012339
췌장절제-당뇨유발쥐에 있어서 운동과 고농도 당섭취가 GLUT-4 전위와 ACC-2 및 GS의 유전자 발현에 미치는 영향
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number G00134
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2006년 03월 28일
Year type 결과보고
Year(final report) 2006년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구의 목적은 췌장절제 및 STZ-유발 당뇨쥐에 있어서 탈진적 운동이GLUT-4 전위, AMPK와 ACC-2의 인산화에 미치는 영향을 규명하는데 있다. 본 연구의 실험동물은 4주령의 수컷 Sprague-Dawley계 흰쥐를 대상으로 하였다. 실험동물들은 대조군(Con), 90% 췌장절제군(Px)과 110 mg/kg의 STZ 주입군(STZ)의 3집단으로 무작위 할당하여 당뇨유발처치를 수행하였다. 당뇨유발처치 5주 후, 각 집단별로 비운동군(Nex)과 운동군(Ex)으로 무작위 할당된 쥐들을 트레드밀을 이용하여 28 m/min의 속도(최대산소 섭취량의 80%)로 탈진 시 까지 운동처치를 실시했다. 운동처치가 끝난 직후, 바로 쥐의 하지를 절개하여 족저근(plantaris)을 분리해냈다. 분리한 골격근은 GLUT-4 전위 분석을 위하여 근세포막과 근형질로 분획한 후 SDS-PAGE/Western blotting에 의한 GLUT-4 전위 분석하였고, 근세포막과 근형질 염색(immunofluorescence)에 따른 GLUT-4전위 분석을 병행하여 실시하였다. 또한 AMPK와 ACC-2의 인산화 분석을 위해 족저근의 세포질 분획을 이용하여 SDS-PAGE/Western blotting을 실시했다. 실험분석이 끝난 후 각 집단별 평균과 표준오차를 구하고 이원변량분석을 실시하였다. 이상의 연구절차를 통해 얻은 연구결과는 다음과 같다. 첫째. 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치(90% 췌장절제술 및 STZ 주입)의 상호작용은 근세포막 분획(p<0.001)에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 탈진적 운동처치는 근세포막 분획(p<0.001)과 근형질 분획(p=0.012) 모두에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 미치는 것으로 나타났고, 당뇨유발 처치는 근세포막 분획(p<0.001)과 근형질 분획(p=0.002) 모두에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째. 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치의 상호작용은 AMPK 인산화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고, 각각의 처치에 대해서도 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 셋째, 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치의 상호작용은 ACC-2 인산화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고, 한편 탈진적 운동처치는 ACC-2 인산화를 증가시키는 것으로 나타났다(p=0.01). 이상의 결과를 종합해보면, 췌장절제 및 STZ-유발 당뇨쥐에 있어서 탈진적 운동은 GLUT-4 전위와 ACC-2의 인산화를 증가시킴으로써 혈당의 근세포 내로의 유입과 그에 따른 근육 내에서의 소비를 증가시키는 것을 시사하였다.
  • English
  • Jun, T.W., Jeon, B.H. Exercise Science. 15(1): ~ ,2006. The effect of exhaustive exercise on GLUT-4 translocation and the phosphorylation of AMPK and ACC-2 in Diabetes-induced rats by partial pancreatactomy and STZ. The purpose of this study was to investigate the effect of exhaustive exercise on GLUT-4 translocation and the phosphorylation of AMPK and ACC-2 in diabetes-induced rats by partial pancreatactomy and STZ.. 4-week-old, Sprague-Dawley male rats were grouped as Con(control), Px(90% partial pancreatectomy treatment) and STZ (110 mg/kg of STZ treatment) and subject to inducing diabetes. 5 weeks after the diabetes-inducing treatment, each group was divided into Nex(non-exercise) and Ex(exercise) group and subject to exercise treatment that was 28 m/min of treadmill running(80% of O2max) until exhaustion. Immediately isolated plantaris muscles after exercise treatment were separated to plasma membrane and cytosol subfraction fractionation following the analyses of GLUT-4 translocation by SDS-PAGE/Western blotting. And the immunofluorescence analyses were performed to confirm the results. And the cytosol fraction was measured the phosphorylation of AMPK and ACC-2 by SDS-PAGE/Western blotting. Data were shown as means and standard errors and two-way ANOVA analyses were carried out for statistics. The results of this study can be summarized as follows: First, the interaction between exhaustive exercise treatment and the diabetes inducing-treatment was shown the effect on GLUT-4 transloction for the cytosol fraction (p<0.001). And exhaustive exercise treatment and diabetes inducing treatment each showed the effect on GLUT-4 transloction for both of the plasma membrane fraction (p<0.001, p<0.001) and cytosol fraction (p=0.012, p=0.002). Second, the interaction between exhaustive exercise treatment and the diabetes-inducing treatment was not shown the effect on AMPK phosphorylation. And exhaustive exercise treatment and diabetes-inducing treatment each was not effective, either. Third, the interaction between exhaustive exercise treatment and the diabetes -inducing treatment was not shown the effect on ACC-2 phosphorylation. Exhaustive exercise treatment, however, increased ACC-2 phosphorylation (p=0.01). Accordingly these results support that exhaustive exercise could improve glucose uptake into muscle and utilization within the muscle by increasing the GLUT-4 translocation and the ACC-2 phosphorylation in diabetes-induced rats.
Research result report
  • Abstract
  • 본 연구의 목적은 췌장절제 및 STZ-유발 당뇨쥐에 있어서 탈진적 운동이GLUT-4 전위, AMPK와 ACC-2의 인산화에 미치는 영향을 규명하는데 있다. 본 연구의 실험동물은 4주령의 수컷 Sprague-Dawley계 흰쥐를 대상으로 하였다. 실험동물들은 대조군(Con), 90% 췌장절제군(Px)과 110 mg/kg의 STZ 주입군(STZ)의 3집단으로 무작위 할당하여 당뇨유발처치를 수행하였다. 당뇨유발처치 5주 후, 각 집단별로 비운동군(Nex)과 운동군(Ex)으로 무작위 할당된 쥐들을 트레드밀을 이용하여 28 m/min의 속도(최대산소 섭취량의 80%)로 탈진 시 까지 운동처치를 실시했다. 운동처치가 끝난 직후, 바로 쥐의 하지를 절개하여 족저근(plantaris)을 분리해냈다. 분리한 골격근은 GLUT-4 전위 분석을 위하여 근세포막과 근형질로 분획한 후 SDS-PAGE/Western blotting에 의한 GLUT-4 전위 분석하였고, 근세포막과 근형질 염색(immunofluorescence)에 따른 GLUT-4전위 분석을 병행하여 실시하였다. 또한 AMPK와 ACC-2의 인산화 분석을 위해 족저근의 세포질 분획을 이용하여 SDS-PAGE/Western blotting을 실시했다. 실험분석이 끝난 후 각 집단별 평균과 표준오차를 구하고 이원변량분석을 실시하였다. 이상의 연구절차를 통해 얻은 연구결과는 다음과 같다. 첫째. 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치(90% 췌장절제술 및 STZ 주입)의 상호작용은 근세포막 분획(p<0.001)에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 탈진적 운동처치는 근세포막 분획(p<0.001)과 근형질 분획(p=0.012) 모두에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 미치는 것으로 나타났고, 당뇨유발 처치는 근세포막 분획(p<0.001)과 근형질 분획(p=0.002) 모두에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째. 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치의 상호작용은 AMPK 인산화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고, 각각의 처치에 대해서도 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 셋째, 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치의 상호작용은 ACC-2 인산화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고, 한편 탈진적 운동처치는 ACC-2 인산화를 증가시키는 것으로 나타났다(p=0.01). 이상의 결과를 종합해보면, 췌장절제 및 STZ-유발 당뇨쥐에 있어서 탈진적 운동은 GLUT-4 전위와 ACC-2의 인산화를 증가시킴으로써 혈당의 근세포 내로의 유입과 그에 따른 근육 내에서의 소비를 증가시키는 것을 시사하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 췌장절제 및 STZ-유발 당뇨쥐에 있어서 탈진적 운동은 다음과 같이 GLUT-4 전위와 ACC-2의 인산화를 증가시킴으로써 혈당의 근세포 내로의 유입과 그에 따른 근육 내에서의 소비를 증가시키는 것으로 요약할 수 있다.
    첫째, 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치(90% 췌장절제술 및 STZ 주입)의 상호작용은 근세포막 분획(p<0.001)에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 탈진적 운동처치는 근세포막 분획(p<0.001)과 근형질 분획(p=0.012) 모두에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 치는 것으로 나타났고, 당뇨유발 처치는 근세포막 분획(p<0.001)과 근형질 분획(p=0.002) 모두에 대해서 GLUT-4 전위에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
    둘째, 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치의 상호작용은 AMPK 인산화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고, 각각의 처치에 대해서도 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
    셋째, 탈진적 운동처치와 당뇨유발 처치의 상호작용은 ACC-2 인산화에 영향이 없는 것으로 나타났고, 한편 탈진적 운동처치는 ACC-2 인산화를 증가시키는 것으로 나타났다(p=0.01).
    이러한 결과들은 혈당의 세포막으로의 유입에 관여하는 주요 단백질들이 선행연구에서와 같이 다음과 같은 상호작용으로 연결되는 것을 시사한다. 즉, 운동이나 근수축은 AMP/ATP 비율을 증가시켜 AMPK을 활성화 시킨다. 이렇게 운동으로 활성화된 AMPK는 ACC-2의 비활성화와 Malonyl CoA의 감소를 통해 지방산 산화를 통한 ATP 생성을 증가시키고, GLUT-4의 전위를 증가시켜 혈당의 유입을 증가시킴으로써 신체활동에 필요한 에너지를 제공하게 된다.
  • Index terms
  • 탈진적 운동, 췌장절제, STZ, GLUT-4, AMPK, ACC-2
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