비만 쥐 모델에서 Papaver Somniferum 종자의 항비만 잠재력 조사

요약

이 연구는 비만으로 유발된 알비노 쥐에서 Papaver somniferum 씨앗의 항비만 효능을 조사합니다. 세척된 양귀비 씨앗은 효과적으로 체중을 줄이고, 포도당 수치를 낮추고, 독성 없이 지질 프로필을 개선했습니다. 대조적으로, 씻지 않은 씨앗은 혈액 매개변수를 변화시켜 잠재적인 독성과 추가 연구의 필요성을 시사합니다.

초록

비만은 전 세계 인구의 약 30%에 영향을 미치는 주요 글로벌 건강 문제입니다. 비만의 유병률에도 불구하고 현재 Papaver somniferum 의 항비만 및 대사 효과에 대한 데이터는 없습니다. 이 연구의 목적은 고지방 식단(HFD)으로 유발된 비만 쥐에서 Papaver somniferum (양귀비) 씨앗의 항비만 및 대사 효과를 확인하고 체중 감소, 지질 프로필 및 장기 독성에 미치는 영향을 평가하는 것이었습니다. 이 실험은 4주간의 양귀비씨 중재와 6주간의 비만 유도 시험의 두 단계로 진행되었습니다. 쥐를 그룹으로 나누어 씻거나 씻지 않은 양귀비 씨앗, HFD 및 체중 감량을 위한 처방약을 투여했습니다. 연구 결과에 따르면 양귀비 씨앗을 세척하면 체중 증가가 크게 감소하고 지질 프로필이 향상되었으며, 특히 트리글리세리드, 저밀도 지단백(LDL) 및 초저밀도 지단백(VLDL)이 감소하는 것으로 나타났습니다. 또한, 치료를 받은 그룹은 포도당 수치가 감소한 것으로 나타났습니다. 그러나 씻지 않은 양귀비 씨앗을 더 많이 섭취하면 알라닌 아미노전이효소(ALT) 및 아스파르테이트 아미노전이효소(AST) 수치가 상승하는 등 경미한 간 스트레스가 발생했으며 신장 조직병리학에서는 가벼운 염증이 나타났지만 혈액학적 매개변수는 일정했습니다. 이러한 결과는 세척된 양귀비 씨앗이 부작용 없이 비만을 줄이고 신진대사 건강을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가질 수 있음을 시사하며, 이는 치료 가능성을 탐구하기 위한 추가 연구의 필요성을 나타냅니다.

서문

비만은 체질량 지수(BMI)가 20 미만임에도 불구하고 체지방률이 과도하게 높은 것을 특징으로 하는 의학적 상태입니다 ^1,2. 신체의 통제 시스템이 신체의 조절 시스템에서 영양소와 에너지 사이의 적절한 균형을 유지하지 못하면 신체에 과도한 체지방이 축적됩니다³. BMI는 정상 체중, 과체중 및 비만 상태를 결정하는 데 사용되는 기본 진단 도구입니다. 과체중 또는 비만이 있는 개인을 식별하기 위해 임상 연구에서 일반적으로 사용됩니다. 연구에 따르면 비만은 만성 질환의 주요 원인이 아닌 질병 그 자체로 질병이다⁴. 이는 주로 칼로리가 높은 과도한 음식 섭취와 좌식 생활 방식으로 인해 발생합니다⁵. 유전적 체중 증가 메커니즘과 에너지가 높은 음식에 대한 장기간의 과도한 노출도 비만의 원인이 될 수 있습니다. 전 세계적으로 비만 유병률은 최근 몇 년 동안 급격히 증가했으며, 전 세계적으로 약 21억 명 또는 전 세계 인구의 30%가 비만과 과체중으로 고통받고 있습니다. 이 비율은 현재 추세가 계속 증가할 경우 2030년까지 40%에 이를 것으로 예상됩니다. 생태계 및 사회 문제와 같은 환경적 요인도 비만 발병에 영향을 미친다 ^6,7. 비만은 자궁암, 유방암, 대장암을 포함한 여러 형태의 암뿐만 아니라 이상지질혈증, 당뇨병, 근골격계 질환(특히 골관절염)과 같은 동반 질환과 관련이 있습니다. 또한 비만은 고혈당 및 높은 체질량 지수를 포함한 심장 위험 요인과도 관련이 있습니다. 비만을 유발하는 가장 잘 알려진 요인으로는 호르몬 문제와 강박적 섭식⁸이 있다. 비만에 대한 전통적인 치료법은 광범위하게 연구되지 않았지만 일반적으로 최소한의 위험을 초래합니다. 반면에, 서양 약물은 종종 심각한 건강상의 위험을 초래할 수 있는 값비싼 부작용을 동반합니다. 따라서 안전하고 효율적인 항비만 약물을 만들기 위한 대안적인 접근 방식은 비만에 대한 천연 제품을 조사하는 것일 수 있습니다. 식물 화학 연구의 발전은 비만의 대체 요법으로 사용될 수 있는 치료 허브⁹의 전통적인 사용을 지지합니다. 여러 과학적 조사에 따르면 수세기 동안 비만 치료에 약초의 효과가 있음이 밝혀졌습니다. 이전 연구에서는 다양한 약리학적 성분을 함유한 약초가 식품으로 섭취된다는 사실이 입증되었다¹⁰. 천연 허브를 약물로 사용하는 것에 대한 관심에 대한 논의가 있었습니다. 이러한 허브를 사용하는 것은 부정적인 결과를 거의 나타내지 않는 것으로 나타났습니다¹¹; 이 식물은 소화를 개선하고 체중 감소를 가속화할 수 있습니다¹². 약용 식물은 비만을 해결하기 위해 다각적인 접근법을 사용하는데, 이는 식욕 억제, 열발생 및 지질 대사 자극, 췌장 리파아제 활성 억제, 발병 예방, 지방 분해 촉진의 다섯 가지 주요 메커니즘을 포함한다¹³. 또한, 천연 허브에는 종종 소화 효소 억제제로 작용하는 생체 활성 화합물이 포함되어 있어 식이 탄수화물 및 지방의 가수분해 및 흡수를 방해합니다¹⁴.

아대륙에서 일반적으로 아편 양귀비 또는 카쉬카쉬로 알려진 Papaver somniferum은 풍부한 사용 역사를 가진 세계적으로 인정받는 전통 식물입니다. 모르핀, 코데인, 노스카핀, 파파베린, 테베인과 같은 알칼로이드를 포함한 다양한 식물 화학 물질이 아편¹⁵에서 분리되었습니다. 양귀비 식물은 주로 향정신성 및 진통 성분과 관련이 있지만 양귀비 씨앗은 잠재적인 건강상의 이점으로 인해 점점 더 인식되고 있습니다. 양귀비 씨앗은 고도 불포화 지방산, 특히 오메가-3 지방산의 풍부한 공급원이며, 이는 체중 관리와 관련이 있습니다¹⁶. 특히 양귀비 씨앗에는 항비만 잠재력이 상당한 주목을 받고 있는 오메가-3 지방산인 α-리놀렌산이 포함되어 있습니다. α-리놀렌산의 10 및 12 이성질체는 특히 체중 감소와 관련이 있습니다. 수많은 인간 대상 연구에서 이러한 이성질체를 조합하여 보충제를 섭취하면 체지방률을 낮출 수 있다는 사실이 입증되었습니다¹⁷. 이 연구의 주요 목적은 동물 모델에서 체중 감소에 대한 P. somniferum의 효과를 평가하는 것이었습니다. 또한 이 연구는 지질 프로필, 혈액학적 매개변수, 신장 및 간 기능, 지방 조직 조직학에 미치는 영향을 평가하는 것을 목표로 했습니다.

프로토콜

모든 절차는 2021년 4월 21일에 개최된 회의에서 파키스탄 라호르 대학교 윤리위원회가 승인한 후 수행되었습니다(등록 번호: REG. # EPZOOL02193026

1. 동물의 사육

1. 35마리의 수컷 Wistar 알비노 쥐(3주령)를 표준 실험실 케이지에 개별적으로 수용합니다. 실험 전반에 걸쳐 설치류 차우와 물에 대한 자유로운 접근을 제공합니다.
2. 사육장 환경을 22 ± 1 °C의 일정한 온도와 50% ± 10%의 상대 습도로 유지하십시오. 인공 조명을 사용하여 12시간 12분 명암 주기를 구현합니다.

2. 동물의 그룹화

1. 실험을 시작할 때 동물을 비만과 비만의 2개 그룹으로 나눕니다. 비만 그룹에게는 정상 식단 외에 고지방 식단을 제공하십시오. 비만하지 않은 그룹에게 정상적인 식단을 먹이고 실험에서 대조군(대조군 음성)으로 사용합니다.

3. 고지방 다이어트(HFD)의 준비

1. 고지방 식단(HFD)을 공식화하여 식물과 동물성 모두에서 추출한 지방의 비율을 늘리십시오. HFD를 표준 차우와 결합하여 펠릿을 준비합니다.
2. HFD의 지방 함량을 사료 30g당 4g으로 설정합니다. 펠릿을 동물 우리에 24시간 동안 넣습니다. 24시간 후에 남아 있는 펠릿의 무게를 측정하고 기록한 다음 제거하십시오. 매일 새로운 펠릿을 제공하십시오. 비만을 유도하기 위해 이 HFD 섭식 요법을 6주 동안 유지하십시오.
3. 동물의 체중을 모니터링하고 매주 기록하여 체중이 증가하고 있는지 여부를 확인하십시오. 체중을 측정하려면 항아리를 체중 기계에 올려 놓고 덮으십시오. 항아리 안에 쥐를 넣어 무게를 확인합니다.
4. 남은 4주 동안 동일한 펠릿에 양귀비 씨앗을 보충하여 잠재적인 체중 감량 효과를 조사하십시오.

4. 비만 동물의 그룹화

1. 6주 후, 비만 동물을 4개 그룹으로 더 나눕니다. 그룹 1은 비만 대조군(대조군 양성)으로, HFD를 계속 먹었지만 어떠한 치료도 제공되지 않았습니다. 그룹 2(표준)는 비만 관리를 위해 상업적으로 이용 가능한 의약품( 재료 표 참조)으로 치료합니다. 그룹 3(씻지 않음)과 그룹 4(씻음)에는 각각 씻은 양귀비와 씻지 않은 양귀비 씨앗을 먹입니다.

5. 양귀비 씨앗의 준비

1. 양귀비 씨앗(P. somniferum)은 상점에서 쉽게 구할 수 있으므로 지역 상업 공급업체에서 구하십시오. 몇 시간 동안 씨앗을 햇볕에 말리십시오. 씨앗을 씻지 않은 것과 씻은 두 그룹으로 나눕니다.
2. 씻은 그룹 양귀비 씨앗을 증류수로 7x 씻은 다음 햇볕에 말리십시오. 1L 비커에 양귀비 씨 500g을 넣고 물을 넣고 손으로 섞습니다. 그런 다음 물을 버리고 절차를 7번 반복하여 씨앗에서 모든 불순물, 먼지 및 기타 입자를 제거했는지 확인합니다. 세탁 후 씨앗을 햇볕에 두어 말리십시오.

6. 투여량 계산 및 사료 준비

1. 개체당 30g으로 표준화된 동물의 사료 섭취량에 따라 복용량을 결정합니다. 양귀비 씨앗을 사료 30g당 0.5g의 농도로 투여합니다.
2. 양귀비 씨앗을 증류수와 혼합하여 펠릿을 형성하여 사료에 통합합니다. 4주간의 실험 기간 동안 매일 펠릿을 신선하게 준비합니다.

7. 쥐 해부 및 혈액 채취

1. 24시간 동안 쥐를 단식하십시오. 클로로포름을 사용하여 동물을 희생시키고 아래 설명된 대로 추가 절차를 위해 혈액 및 장기 샘플을 수집합니다.
2. 클로로포름을 사용하여 쥐를 마취합니다. 훈련된 실험실 기술자가 1% 흡입 클로로포름(0.05mL/L)의 비율로 클로로포름을 투여하고 쥐의 발을 꼬집어 쥐가 제대로 마취되었는지 확인합니다.
3. 표준 해부 상자 기구를 사용하여 해부를 수행합니다. 해부를 시작하기 전에 날카로운 칼, 가위, 집게를 소독하십시오. 해부 중에 신장, 간 및 지방 조직 샘플을 제거합니다. 절제된 시료를 포르말린으로 채워진 원심분리기 튜브에 보관합니다.
4. EDTA 코팅된 바이알에서 혈액 샘플을 수집합니다. 각 동물에서 12mL의 혈액을 추출한 다음 각각 3mL를 더 나누어 신장 기능, 간 기능 검사 및 지질 프로파일링을 테스트합니다.
5. 수집된 혈액 샘플을 1,957 x g 에서 5분 동안 원심분리합니다. 혈청을 나머지 혈청과 투명하거나 황색을 띤 액체로 분리하십시오. 혈청을 분리하고 추가 생화학 분석을 위해 마이크로 원심분리 튜브에 분취합니다.

8. 샘플 분석

1. 표준 효소 비색법을 사용하여 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤, 트리글리세리드 및 VLDL을 포함한 총 지질 프로필을 결정합니다¹⁸. HDL 콜레스테롤은 시간이 많이 걸리는 침전 절차에 따라 측정해야 한다¹⁸.
2. 혈당 모니터 GL-110¹⁹를 사용하여 전체 실험 동안 정기적으로 쥐의 포도당 수치를 모니터링하십시오.

9. 독성 평가

1. 간 기능 검사를 사용하여 매개변수 ALT, AST, ALP, TP 및 빌리루빈에 대한 Papaver somniferum 의 독성학적 영향을 평가합니다²⁰. ²¹에 설명된 방법론에 따라 혈청 크레아티닌 수치를 측정합니다.
2. Neubauer 혈구계를 사용하여 적혈구(RBC) 및 백혈구(WBC) 수를 포함한 혈액학적 매개변수를 측정합니다. cyanmethemoglobin 방법을 사용하여 헤모글로빈 농도를 평가합니다.
3. 수집된 조직 샘플에 대한 조직병리학적 검사를 수행합니다. 현미경 평가를 위해 헤마톡실린 및 에오신(H&E)을 사용한 염색 절편.

10. 통계 분석

1. 통계 분석을 위해 SPSS 소프트웨어 버전 16을 사용합니다. 비만 유도 임상시험의 첫 달 데이터에 독립적인 t-검정을 적용합니다.
2. 두 번째 단계에 대해 LSD 사후 테스트와 함께 반복 측정 ANOVA를 활용합니다. LSD와 함께 일원 ANOVA를 사용하여 독성 평가를 위한 혈액 매개변수 분석
3. 통계적 유의성을 p ≤ 0.05로 정의하고 p ≤ 0.001은 매우 유의한 것으로 간주됩니다.

결과

초기 체중이 40-45g(이유식 단계)인 쥐를 70일 실험을 위해 선택했으며, 이는 두 단계로 나뉘어졌습니다. 6주 동안 지속된 첫 번째 단계는 실험 그룹에서 표준 차우를 고지방 식단(HFD; 그림 1). 후속 4주 단계에서 비만 쥐에게 Papaver somniferum을 투여했습니다. 체중은 실험의 시작과 끝에서 측정되었습니다. 반복 측정 ANOVA는 대조군과 실?...

토론

프로토콜에는 처리해야 할 다음과 같은 중요한 단계가 있습니다. 첫 번째 중요한 단계는 고지방 식단을 사용하여 동물의 비만을 유도하는 것이었습니다. 두 번째 단계는 고지방 식단을 섭취하는 동물이 HFD로 인해 당뇨병이나 다른 질병에 걸리지 않는지 모니터링하는 것이었습니다.

이 프로토콜에는 다음과 같은 제한 사항도 있습니다. 학문적 제약으...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Blood glucose monitor GL-110	Certeza	GL-110	A portable device used to measure blood glucose levels.
Centrifuge	Eppendorf	22620005	A laboratory equipment that spins samples at high speeds to separate components based on density.
EDTA-coated vials	BD Vacutainer	367861	Tubes used for collecting blood samples, preventing clotting by binding calcium ions.
Eppendorf tubes	Eppendorf	0030 120.094	Small plastic tubes used for storing and handling small volumes of liquid.
Falcon tubes	Corning	352059	Conical tubes used for centrifugation and various laboratory applications.
Microscope	Olympus	CX23RF100	An optical instrument used for viewing small objects, typically magnified through lenses.
Neubauer hemocytometer	Hawksley	H.H1	A specialized slide used for counting cells under a microscope.
Orlistat120 mg	Windlas Biotech Ltd
Pipette tips	Eppendorf	0030 073.435	Disposable tips used with pipettes for transferring liquids accurately.
Serological pipettes	Falcon	357551	Graduated pipettes used for transferring liquids in larger volumes.
SPSS software version 16	IBM	N/A (software, not a physical product)	A statistical software package used for data analysis.
Standard laboratory cage (Super Mouse 750)	Lab Products, Inc.	10021	A cage designed to house laboratory mice, providing a controlled environment.