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난소 절제 쥐의 골격근에서 갈근 및 지황 섭취와 운동이 후성 유전적 변화에 미치는 영향

Title
난소 절제 쥐의 골격근에서 갈근 및 지황 섭취와 운동이 후성 유전적 변화에 미치는 영향
Other Titles
The effects of Pueraria and Rehmannia glutinosa intake and exercise on epigenetic modification in ovariectomized rat skeletal muscle.
Authors
정현지
Issue Date
2015
Department/Major
대학원 체육과학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
이원준
Abstract
운동은 건강한 삶을 영위하는데 필수적인 요소라는 것은 부정할 수 없는 사실이다. 갈근/지황은 에스트로겐 유사 기능을 하는 천연 약초 식품으로서 특히 폐경기에 찾아오는 에스트로겐 저하 증상 치료제에 대하여 대체 식품의 기능을 할 수 있다. 이러한 운동과 갈근/지황이 가져오는 생리학적 변화는 유전자 수준에서의 발현 변화가 근본적인 기전일 것이다. 따라서 본 연구는 난소 제거 수술을 시행하여 폐경기를 유도시킨 쥐에게서 나타나는 운동과 갈근/지황 섭취의 신체적 개선 효과를 관찰하고, 그에 대한 기전을 골격근에서 나타나는 후성유전적 발현 변화를 통해 규명하는 것에 목적을 두었다. 8주령의 쥐(rat, n=60)에게 난소 제거 수술을 실시한 뒤 고지방 식이(High fat)를 섭취 하면서 트레드밀 운동(Exercise)그룹과 비운동(Sedentary)그룹으로 나누고, 각각 Estradiol 섭취, 갈근과 지황의 3:1 복합물(HT051) 섭취 , 물 섭취(D.W)를 총 8주간 시행하였다. 8주 후 쥐의 체중을 측정하고 가자미근과 족저근을 적출하여 근질량을 측정하였으며 후성유전적 변화를 보기위해 면역조직화학염색법(Immunohistochemistry)과 Real-time PCR을 실시 하였다. 그 결과 운동을 한 그룹과 갈근/지황 섭취 한 그룹의 체중이 유의하게 감소하였고, 가자미근과 족저근 모두의 근질량 또한 운동한 그룹과 갈근/지황 섭취 그룹이 유의하게 증가하였다. 면역조직화학염색법으로 히스톤 H3K9 아세틸화와 아세틸화를 관찰한 결과, 가자미근에서 D.W 섭취하며 운동하지 않은 그룹의 아세틸화가 억제된 것으로 관찰 되었고 메틸화에는 변화가 발견되지 않았다. 족저근의 경우 운동 한 그룹들에서 전체적인 H3K9 아세틸화가 현저하게 눈에 띄었고, 반대로 메틸화는 줄어든 것이 관찰되었다. H3K9의 아세틸화와 메틸화를 조절하는 대표적인 효소 중 HDAC4, HDAC5, G9a의 mRNA 발현량을 정량한 결과, 가자미근에서는 모두 유의한 차이가 없었고 족저근에서 운동 한 그룹의 HDAC5와 G9a mRNA 발현이 유의하게 감소 하였지만 HDAC4 mRNA 발현량은 차이가 없었다. 또한 운동과 갈근/지황의 상호작용 효과는 나타나지 않았다. 본 연구를 통하여 운동과 갈근/지황 섭취가 체중 감소, 근질량 증가에 영향을 미치고, 이러한 신체적, 생리학적 영향은 유전자 수준에서 히스톤 H3K9 부분의 아세틸화와 메틸화에 의한 유전자 발현 조절이 그 기전으로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 하지만 본 연구에서는 골격근에서 글로벌 H3K9의 후성유전적 변화만을 관찰 하였다. 차후 유전자 특이적인 후성유전적 접근 방법이 필요하다고 생각된다.; The purpose of this study was determine The epigenetic effects of Pueraria and Rehmannia glutinosa intake and exercise on muscle in ovariectomized rat. The result of this study showed that exercise and Pueraria and Rehmannia glutinosa intake suppressed weight gain. Furthermore, exercise and Pueraria and Rehmannia glutinosa intake incresed muscle mass. This study observed H3K9 acetylation and demethlaytion in plantaris muscle in exercised group, but no difference in soleus muscle. To test whether the decrease in HDAC4, HDAC5 and G9a mRNA levels after exercise and Pueraria/Rehmannia glutinosa intake, HDAC4, HDAC5 and G9a mRNA levels were determined by real-time PCR. Only exercise induced HDAC5 and G9a mRNA reduction in plantaris muscle, but not in soleus muscle. In conclusion, these data demonstrates that exercise and Pueraria/Rehmannia glutinosa intake effect on body compositions. These changes are rgulated by epigenetic modifications, such as histone acetylation and metylation. Future studies should focus on gene-specific epigenetics and other epigenetic mechanism for Pueraria/Rehmannia glutinosa intake.
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일반대학원 > 체육과학과 > Theses_Master
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