Cyanate Improves Glucose Homeostasis and Hepatic Steatosis in Normal and High Fat-fed Mice

Abstract

Overweight and obesity are important contributing factors for the progression of chronic kidney disease. Cyanate, being generally known as a uremic toxin, is an electrophile produced spontaneously from urea or by myeloperoxidase-catalyzed oxidation of thiocyanate. In the current study, in vivo and in vitro metabolic effects of cyanate in normal chow diet (NCD)- and high fat diet (HFD)-fed mice were explored. Contrary to our expectations, cyanate treatment improved glucose tolerance, increased insulin sensitivity and alleviated hepatic steatosis in both NCD- and HFD-fed mice compared with corresponding control groups. Histological analyses of kidney and serum levels of blood urea nitrogen and creatinine revealed no significant differences between cyanate-treated and control mice groups. Interestingly, cyanate treatment reduced appetite and body weight in both diet groups. And cyanate treatment decreased lipid peroxidation levels in the sera and kidney, attenuated reactive oxygen species (ROS) levels in the kidney. Thus in vitro study of carbamylated albumin (cAlb) in Caki-2 kidney cell lines was performed for antioxidant effects of cyanate. ROS generation was significantly decreased in cAlb compared with Alb. Taken together, the results in this study may indicate that cyanate improves glucose tolerance and hepatic steatosis possibly via exerting anorexic and antioxidative effects.

비만은 만성신부전의 악화에 기여하는 중요한 인자이다. 시안산은 친전자체로 일반적으로 요독 물질로 알려져 있으며 요소로부터 자연적으로 혹은 티오시안산이 미엘로퍼옥시데이스 촉매 산화되어 생성된다. 본 연구에서는 생체 내와 생체 외 시험을 통해 정상 및 고지방 식이 생쥐에서 시안산의 대사 효과를 알아보고자 하였다. 예상과는 달리 정상 및 고지방 식이군 모두에서 시안산 처치군은 대조군에 비해 포도당 내성이 호전되었고 인슐린 감수성이 증가하였으며 지방간이 완화되었다. 신장 조직검사와 혈청 혈액 요소 질소, 크레아티닌 값은 시안산 처치군과 대조군에서 차이가 없었다. 흥미롭게도 시안산 처치군은 정상 및 고지방 식이군 모두에서 식욕과 체중의 감소를 보였다. 그리고 시안산 처치군은 혈액과 신장의 지질과산화 수준이 감소하였고 신장의 활성산소종의 수준도 감소하였다. 이에 시안산의 항산화 효과를 확인하기 위해 생체 외에서 Caki-2 신장 세포계에 카르바모일화된 알부민을 시험하였다. 알부민에 비해 카르바모일화된 알부민에서는 활성산소종의 생성이 현저히 감소하였다. 결과를 종합해보면 시안산에 의한 포도당 내성과 지방간의 호전은 식욕 부진과 항산화 효과가 관련될 것으로 생각된다.