Effects of pine nut oil on hepatic cholesterol efflux-mediated anti-inflammation in rats fed a high-cholesterol diet

Abstract

The objective of the present study was to investigate the effects of Korean pine nut oil (PNO) on high-density lipoprotein (HDL)-mediated cholesterol efflux and inflammatory regulation in the liver of rats fed a high-cholesterol diet. Sprague-Dawley rats were randomly assigned to one of three groups and provided with either a normal diet (NOR), a high-cholesterol diet containing 1% cholesterol and 0.5% cholic acid (HC), or an HC diet replacing 5% corn oil with PNO (HCP) for 4 weeks. PNO substitution increased HDL- cholesterol (HDL-C) concentration in serum and improved hepatic lipid profiles. PNO upregulated hepatic gene expression levels of liver X receptor alpha (LXRα) and ATP-binding cassette transporter A1/G1 (ABCA1/G1), which are involved in HDL-mediated cholesterol efflux. In addition, the HCP group had lower hepatic nuclear factor kappa B (NF-κB) activity than the HC group, and gene expression levels of pro-inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin 1 beta (IL-1β), and monocyte chemoattractant protein-1 (MCP1), were suppressed by PNO. Furthermore, PNO downregulated the gene expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and decreased NO levels in the liver. These results suggest that PNO attenuates hepatic lipid accumulation and improves serum HDL-C, and these effects may be partially associated with regulating gene expression related to HDL-mediated cholesterol efflux. In addition, our results show that PNO has anti-inflammatory effects by regulating the inflammatory response in the liver of rats fed an HC diet.;간은 콜레스테롤의 대사와 합성을 조절하는 주요 기관으로, 과도한 콜레스테롤의 섭취는 간에서 지질 방울의 침착을 초래하여 염증성 질환의 원인이 된다. 소나무속에 속하는 거대 침엽수인 잣나무는 한국, 일본, 중국, 러시아의 해안지방에 분포한다. 잣은 지방 약 64%로 높은 열량과 지질 함량을 가지며, 생 또는 기름으로 추출하여 식용으로 사용되거나 당요병, 중풍, 천식 등에 약용으로 쓰이기다 한다. 잣기름은 항비만, 항동맥경화, 및 고혈압, 인슐린 민감성 개선 등 다양한 생리활성 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 잣기름은 다양한 생리활성 효과가 보고된 Δ5-지방산인 피놀레닌산의 주요 공급원이다. 그러나 잣기름이 고콜레스테롤 식이를 섭취한 쥐의 간에서 HDL을 매개로 한 콜레스테롤 유출 및 염증 반응에 대한 조절 기전에 관한 연구는 불분명하게 남아 있다. 따라서, 본 연구에서는 고콜레스테롤 식이를 섭취한 쥐에서 잣기름이 간의 콜레스테롤 유출에 관여하는 유전자(LXRα, ABCA1, ABCG1) 발현과 염증 반응에 관여하는 NF-κB 활성, 염증매개 인자 (iNOS, NO) 및 전염증 사이토카인(TNFα, IL-1β, MCP1)에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 6주령의 수컷 Sprague-Dawley 쥐를 무작위로 3개의 군으로 나누어 4주 동안 콜레스테롤이 함유되어 있지 않은 식이(NOR), 1% 콜레스테롤과 0.5% 콜산을 함유한 고콜레스테롤(HC) 식이, 또는 5% 옥수수유를 잣기름으로 대체한 식이(HCP)를 공급하였다. 4주간의 동물 실험 결과, HC군에 비해 HCP군의 혈청 HDL 콜레스테롤(HDL-C) 농도가 증가하고 간 총 지질, 중성지방 및 총 콜레스테롤 수준이 감소된 것을 확인하였다. 본 연구에서는 HDL을 매개로 한 간 콜레스테롤 유출에 관여하는 유전자의 발현 수준을 조사하여 잣기름이 관여하는 메커니즘을 알아보고자 하였다. 잣기름은 간에서 콜레스테롤 대사를 조절하는 중요한 전사인자인 LXRα와 세포 내 콜레스테롤이 HDL로 배출되도록 촉진하는 수송체인 ABCA1/G1의 유전자 발현을 유의적으로 상향 조절하였다. 게다가, 핵에서 염증 반응과 관련된 유전자의 발현을 조절하는 NF-κB의 활성은 HCP군에서 HC군보다 낮았으며 전염증 사이토카인인 TNFα, IL-1β, MCP1의 유전자 발현 수준이 잣기름에 의해 하향 조절되는 것으로 나타났다. 또한 잣기름은 염증 매개체인 iNOS의 유전자 발현을 하향 조절하고 간에서 NO 수치를 감소시켰다. 종합하면, 본 연구 결과에서 잣기름이 고콜레스테롤 식이를 섭취한 쥐의 간 지질 축적을 억제하고 혈청 HDL-C을 증가시키는 것으로 나타났다. 이러한 결과의 일부는 간에서 HDL을 매개로 한 간 콜레스테롤 유출에 관여하는 유전자인 LXRα, ABCA1, ABCG1의 상향 조절과 관련이 있는 것으로 보인다. 게다가, 잣기름은 간에서 NF-κB의 활성과 NO 수준을 감소시키고 iNOS, TNFα, IL-1β 및 MCP1 유전자 발현의 하향조절을 통해 염증 반응을 저해하는 것으로 나타났다. 이러한 잣기름의 유익한 효과는 잣기름에 함유된 피놀레닌산이 일부 영향을 미친 것으로 추측된다. 본 연구에서 우리는 잣기름이 고콜레스테롤 섭취 동물 모델의 간에서 HDL을 매개로 한 간 콜레스테롤 유출 및 염증 조절에 효과적이라는 것을 입증했다. 따라서, 잣기름은 간에서 지질 축적 억제, 콜레스테롤 유출능 향상 및 항염증 효과에 유익할 수 있음을 보여주고 있다.