지방전구세포가 지방세포로 분화되는 adipogenesis의 과정에는 초기, 중기, 후기의 다양한 전사 인자의 활성과 관련되어 있다. 백두구 추출물은 C/EBP\( \beta \)와 \( \delta \)의 발현과 관련된 adipogenesis 관련 유전자 및 단백질 발현에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 백두구 추출물은 c-fos, c-jun, c-myc, C/EBP \(\beta\), δ 등 adipogenesis 관련 유전자 및 단백질 발현에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 각 단계별로 중요한 추출물이 지방세포 내에 축적되어 있는 중성지방을 농도의존적으로 제거하는 것을 확인하였다. 지방세포 내에 축적되어 있는 항비만 활성을 처음으로 밝혀낸 것으로 그 의미가 크다.
<h2>백두구 추출물이 adipogenesis 관련 유전자 및 단백질 발현에 미치는 영향</h2> <p>지방전구세포가 지방세포로 분화되는 adipogenesis의 과정에는 초기, 중기, 후기의 각 단계별로 중요한 분화 조절자들이 관여한다. MDI 처리 초기에는 가장 먼저 c-fos, c-jun, c-myc 등의 유전자 발현이 증가하며 이와 함께 C/EBP\( \beta \)와 \( \delta \)의 발현 또한 유도된다. C/EBP\( \beta \)와 \( \delta \)는 preadipocyte가 MDI 등의 분화 인자에 노출되었을 때 분화 초기에 가장 먼저 작용하는 전사 인자(transcription factor)로 MDI의 경우 C/EBP\( \beta \)는 DEX에, C/EBP\(\delta \)는 IBMX에 의해 활성이 유도되는 것으로 알려져 있다. 이러한 C/EBP\( \beta \)와 \( \delta \)의 활성은 분화 중기 및 후기에서 작용하는 PPAR \( \gamma \)와 C/EBP\( \alpha \)의 발현 매개인자로서, 활성화된PPAR\( \gamma \)와 C/EBP\( \alpha \)는 단독 혹은 상호작용을 통해 지방세포 특이적 유전자의 발현(adipocyte specific gene expression)을 유도하여 지방 세포 분화 및 지방 형성을 완성한다. 따라서 이와 같은 지방 세포 분화에 관여하는 주요 인자들의 발현 조절 유무는 소재가 보유한 지방 생성 억제능 및 그 작용 기전을 판단하는 주요 지표 중 하나이다.</p> <p>본 연구에서는 백두구가 보유한 지방 생성 억제능의 작용 기전을 알아보기 위하여 백두구 추출물이 adipogenesis에 관여하는 주요 핵심 조절자인 C/EBP\( \alpha\), C/EBP\( \beta \), 그리고 PPAR \( \gamma \)의 유전자 및 단백질 발현에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 Fig. 3에 제시된 바와 같이 MDI 처리에 의해 지방세포 분화가 일어난 대조군에서는 세 인자의 유전자 및 단백질 발현이 유의적으로 증가되었으며 추출물의 처리에 의해 농도의존적인 감소를 보였으나 그 정도 및 양상은 각 인자에 따라 차이를 보였다. 먼저 C/EBP\( \alpha \)의 경우 유전자 발현은 \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)의 처리에서부터 농도의존적으로 억제되어 \( 200 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)에서는 미분화 대조군과 유사한 정도의 낮은 발현을 보였다. 이는 단백질 발현에서도 유사한 양상을 보여 \( 200 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)의 처리에서 단백질 발현 또한 미분화 대조군과 유사한 정도로 억제되었다. C/EBP\( \beta \)의 경우, 유전자 발현의 억제 정도는 낮았으나 단백질 발현에서 농도의 증가에 따른 발현 저해가 관찰되었다. 한편 PPAR \( \gamma \)의 경우 유전자 발현은 모든 시료 처리군에서 급격한 감소를 보여 \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)에서부터 미분화 대조군과 유사한 정도로 억제됨을 보였으나 단백질 발현은 큰 변화를 보이지 않았다. 이러한 결과를 바탕으로 백두구 추출물이 보유한 지방세포분화 억제능이 adipogenesis에 관여하는 핵심 인자의 유전자 및 단백질 발현 저해를 통해 나타나며 그 중에서도 특히 세 인자 중 가장 늦은 시점에 발현되어 지방세포분화 조절자로서 작용하는 C/EBP\( \alpha \)의 발현 조절을 통해 나타나는 것으로 판단된다. 한편, 백두구에 의한 세 인자의 유전자와 단백질 발현 양상이 일부 차이를 나타내는데 이는 통상적으로 유전자와 단백질의 발현 양상이 유사한 형태를 보이기는 하나 항상 일치하는 것은 아니며 또한 유전자의 발현 및 활성 시간과 단백질 발현이 유도되는 시점의 차이에서 기인할 가능성을 시사한다.</p> <h2>백두구 추출물의 중성지방 제거능(lipolysis activity)</h2> <p>백두구가 지방세포분화를 억제할 뿐만 아니라 생성된 지방의 제거에도 효과적인지를 판단하기 위해 지방세포 내 중성지방 제거능을 lipolysis activity를 통해 분석하였다. 그 결과 Fig. 4에 제시한 바와 같이 MDI로 분화시킨 지방세포에 백두구 추출물을 처리한 결과 세포 내 축적되어 있던 중성지방의 분해를 통해 배지로 방출된 glycerol의 양이 농도의존적으로 증가되는 것으로 나타났다. 배지를 제거한 후 Oil Red \( \mathrm{O} \) staining을 수행한 후 현미경 관찰 및 남아있는 TG 양을 측정한 결과 방출된 glycerol의 양과 비례적으로 세포 내에 남아있는 TG의 양이 감소되는 것으로 나타나 백두구 추출물이 지방세포 내에 축적되어 있는 중성지방을 농도의존적으로 제거하는 것을 확인하였다.</p> <p>이러한 결과를 통해 백두구 추출물이 높은 항산화능을 보유함과 동시에 lipase 효소활성 억제능, 지방세포 분화 억제능, 지방세포 내 중성지방 제거능을 통한 항비만 활성을 보유함을 확인하였다. 이러한 결과는 백두구 추출물의 항비만 활성을 처음으로 밝혀낸 것으로 그 의미가 크다. 백두구의 주요 성분으로 \( \alpha \)-borneol, \( \alpha \)-camphor, \( \alpha \)-numulene, numulene epoxide, 1.8-cineol, \( \alpha \)-terpinene, \( \beta \)-terpinene, \( \alpha \)-pinene, \( \beta \)-pinene, caryophyllene, myrcenal, carvone, terpinele-4-o, sabinene 등의 정유, 방향 성분이 알려지고 있으나 이에 대한 구체적인 문헌 및 연구 결과는 알려진 것이 없으며 상기에 제시한 단일 물질의 항비만 활성 또한 규명된 바는 없다. 다만 앞서 언급한 백두구의 항암, 항염증, 면역 조절 등의 활성 성분이 대부분 정유, 방향 성분임을 감안할 때, 항비만 활성의 주요 성분 또한 유사할 것으로 생각된다. 추후 계속적인 연구를 통해 백두구가 보유한 항비만 활성 물질의 규명이 필요할 것으로 판단된다.</p>