Dietary black rice (Oryza sativa L.) extract improves insulin resistance and hepatic steatosis in high-fat-fed C57BL/6J mice

Abstract

Fatty liver disease (FLD) is a condition where deposits of triglyceride accumulate in hepatic cells, a process called steatosis. Two major risk factors for the onset of FLD are excessive alcohol intake and obesity, the latter being associated with non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). The aim of this study was to examine the effects of black rice extract (BRE) on hepatic steatosis and insulin resistance in high-fat induced NAFLD model animals. Thirty-two mice were randomly divided into 4 groups (n=8 in each group): normal fat diet (ND), high fat diet (HF), and high fat diet supplemented with 1% (w/w) BRE (BRE1) or 5% BRE (BRE5). While HF did not induce the obesity, a significant accumulation of hepatic fat was observed. There were significant increases in serum free fatty acid (p=0.0091), triacylglycerol (p<.0001), total cholesterol (p=0.0001), and insulin as well. By contrast, dietary BRE alleviated hepatic steatosis (p<.0001), serum TG (p<.0001), TC (p=0.0001), interleukin-6 (p=0.0018), and Homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) index (p<.0001). Dietary BRE also effectively increased expression of fatty acid metabolism-related genes, including carnitine palmitoyltransferase, acyl-CoA oxidase, cytochrome P450, and peroxisome proliferator activated receptor-α (p=0.0001, p=0.0004, p<.0001, and p=0.0001, respectively). Taken together, these findings suggest that a dietary BRE might provide beneficial effect in preventing hepatic steatosis and related metabolic disorders, including hyperlipidemia and hyperglycemia.;지방간질환은 지방세포에 중성지방이 축적되는 것으로, 과도한 알코올 섭취와 비만이 주요 위험 요인이나 알코올 섭취 없이도 간에 지방이 축적되는 것을 비알코올성 지방간이라고 한다. 본 연구는 흑미가 고지방식이로 유도되는 지방간 모델에서 C57BL/6J 마우스의 지질 대사이상 상태를 개선시키는지를 시험하고자 하였다. 4가지의 다른 식이는 보통지방식이, 고지방식이 그리고 고지방식이에 식이 중량의 1% 흑미 추출물 또는 5% 흑미 추출물을 첨가한 것으로 7주간 공급하였다. 본 연구결과에서 7주간의 45% 고지방식이는 보통지방식이 군과 비교했을 때 체중, 지방조직의 무게나 지방구 크기를 증가시키지 않아 비만이 유도되지는 않았다. 하지만 고지방 식이군에서 비알콜성 지방간과 유사한 간지방축적이 관찰되었다. 고지방 식이군은 지방간과 함께 혈중 유리지방산, 중성지방, 총 콜레스테롤, 인슐린 농도가 증가하였다. 반면에 BRE 식이군은 지방간이 보통지방 식이 군의 수준으로 완화되었고 혈중 중성지방과 총 콜레스테롤 농도도 유의하게 감소하였다. 또한, BRE 식이군은 혈중 인터루킨-6 농도가 감소하였고 고농도 BRE 식이군에서 인슐린 저항성 지표(HOMA-IR)가 유의하게 감소되었다. 고지방 식이군은 간에서 지방산화 조절과 관련된 유전자인 PPAR-α, CPT1A, ACO, 그리고 CYP4A10의 발현이 보통지방 식이군에 비해 감소된 반면에 BRE 공급에 의해 PPAR-α, CPT1A, ACO, 그리고 CYP4A10의 mRNA 수준은 유의하게 증가하였다. 결론적으로, 흑미추출물은 간의 지방산화와 관련된 유전자 발현을 증가시켰고 이는 지난친 간 지방 축적을 억제하였을 것이다. 따라서, 흑미추출물 섭취가 지방간과 그와 관련된 고지혈증이나 고혈당증과 같은 대사질환 개선에 유용할 것이라고 생각한다.