세리포리아 락세라타(Ceriporia lacerata) 추출물의 스테로이드성 당뇨 억제 효과

Abstract

스테로이드를 고농도로 또는 장기간 사용 시 스테로이드성 당뇨가 일어난다. 현재 스테로이드성 당뇨 발병의 분자기전은 불분명하며 치료제 또한 전무한 실정이다. 세리포리아 락세라타(Ceriporialacerata)는 백색부후균의 하나로 구멍장이과 버섯에 속하며 아직까지 Ceriporia lacerata의 항당뇨 효과 및 기전은 연구된 바 없다. 본 연구에서는 췌장 베타세포주인 INS-1을 대상으로 합성 스테로이드 약물 Dexamethasone(Dex)의 세포 독성 효과와 Ceriporia lacerata extract(CLE)의 Dex 유도 세포 독성에 대한 보호 효과 및 기전 분석, 및 Wistar rat을 이용한 Dex의 in vivo 스테로이드 당뇨 유도 효과와 이에 대한 CLE의 항당뇨 효능을 확인하고자 하였다. INS-1 세포에 Dex 단독 처리 시 세포의 생존율 감소 및 세포사가 유도되었고, 이때 CLE는 Dex 유도 세포의 생존율 감소 및 세포사를 크게 차단하였다. INS-1 세포에 Dex 단독 처리 시 세포 내 PKB 단백질의 인산화가 감소되었고, 이때 CLE는 특이적으로 Dex 유도 PKB 단백질 인산화 감소를 저해하였다. 한편, PI3K/PKB 저해제 LY294002 투여 시 CLE의 Dex 유도 INS-1 세포 독성 보호 효과가 크게 약화되었다. Wistar rat에 Dex 단독 투여 시 고혈당이 일어났으나 Dex와 CLE를 병용 투여 시 혈당 강하가 나타났고, Dex 단독 투여된 rat의 췌장조직 내 인슐린 발현 감소는 크게 나타났으나 Dex와 CLE 병용 투여 rat에서는 인슐린 발현 감소가 크게 나타나지 않았다. 결론적으로 Dex는 INS-1 세포의 생존율 감소 및 세포사를 유도하였고 CLE는 PKB 활성 유지를 통해 Dex 유도 INS-1 세포의 독성을 차단하는 작용을 가지고 있음을 알 수 있었다. Wistar rat에서 Dex에 의한 스테로이드 당뇨 유도 및 췌장조직 내 인슐린 발현 감소를 확인하였으며 CLE는 혈당 강하 및 췌장조직 내 인슐린 발현 증가를 통한 in vivo 항당뇨 작용을 가지고 있음을 알 수 있었다. 이들 연구결과는 CLE의 스테로이드성 당뇨 예방 및 치료제로서의 개발 가능성을 제시한다.

Excessive or long-term therapy with glucocorticoid causes steroid-induced diabetes (SID). However, the molecular mechanism underlying SID remains uncertain, and also preventive and/or therapeutic agents of SID are nonexistent. Ceriporia lacerata is one of the white rot fungi that include Polyporaceae. The pharmacological effect of Ceriporia lacerata on diabetes, particularly SID, is not yet known. Dex treatment reduced survival and induced apoptosis of INS-1 cells in association with up-regulation of mitogen-activated protein kinase phosphatase-1 (MKP-1) and dephosphorylation of protein kinase B (PKB) and extracellular signal regulated kinase-1/2 (ERK-1/2). However, Ceriporia lacerata extract (CLE) blocked Dex-induced cytotoxicity and PKB dephosphorylation in INS-1 cells without affecting Dex-induced ERK-1/2 dephosphorylation and MKP-1 expression. Treatment with LY294002, a PI3K/PKB inhibitor, attenuated CLE’s protective effect on Dex-induced INS-1 cytotoxicity. Administration of Dex induced hyperglycemia in Wistar rats, but CLE inhibited it. Moreover, CLE blocked Dex-induced down-regulation of insulin expression in the pancreas in Wistar rats. In conclusion, CLE had repressive effects on Dex-induced cytotoxicity in INS-1 cells and hyperglycemia in Wistar rats, and the repressive effects appeared to be mediated via modulation of PKB activity and insulin expression. The findings presented collectively suggest that CLE may be used as preventive and/or therapeutic agents against SID.