덱사메타손 유도 근위축 모델에서 추출 조건에 따른 녹차 추출물의 근감소증 보호 효과

Anti-atrophic Effect of Green Tea Extracts from Different Extraction Processes on Dexamethasone-induced Atrophy in Cellular and Mouse Model

근감소증(Sarcopenia)은 나이가 들면서 동반되는 근육량과 근력의 감소를 말하며, 정상적인 일상 생활을 하는 데 있어 상당한 어려움을 겪게 된다. 고용량 또는 지속적인 글루코코르티코이드 (GCs)의 사용은 근위축 유발할 우려가 있다. 따라서, GC에 의해 발생한 근위축의 치료는 임상적 중요성을 가지고 있다. 천연물에서 유래한 성분으로 수행한 몇몇 연구는 이들 성분이 다양한 근위축 조건에서 근육의 약화 및 위축을 감소시키는데 효과적임을 제시하고 있다. 녹차 추출물(green tea extract, GTE)은 심혈관계질환을 포함하여 광범위한 건강 증진에 기여한다. 하지만 근위축에 미치는 GTE의 효과는 완전히 밝혀지지 않았다. 본 연구는 C2C12 myotubes 및 C57BL/6 마우스에서 덱사메타손에 의해 유도된 근위축에 대하여 여러 가지 추출 조건에서 추출한 GTE의 효과와 기본 메커니즘을 평가하기 위해 시행되었다. 시험관내 실험은 배양된 C2C12 myotube에서 덱사메타손을 처리하여 근위축 상태를 만든 후 실시하였으며 qPCR 및 웨스턴 블롯법을 사용하여 근위축 관련 유전자인 muscle atrophy F-box (MAFbx)의 발현을 비교 분석하였다. 덱사메타손-유도 근위축 마우스 모델은 8주령 C57BL/6 마우스에 고용량 덱사메타손(10 mg/kg body weight, i.p., 14 days)을 투여하여 제작하였다. 체중, 그립 강도, 러닝머신 테스트, 근 무게 및 조직학적 평가를 시행하였다. GTE는 MaFbx의 발현을 감소시켜 C2C12 myotubes에서 덱사메타손-유도 근위축을 억제하였다. 더욱이 덱사메타손에 의해 유도된 근 감소 C57BL/6 마우스에서, GTE(1000 mg/kg) 경구 투여는 러닝머신에서 달리는 시간과 그립 강도를 향상시켜 덱사메타손-유도 근 기능 감소를 어느 정도 회복하였다. 또한 GTE는 전경골근과 비복근의 근 무게와 근섬유 크기 감소를 보호하였다. 이상의 연구결과를 종합해 보면 GTE 소재는 근 감소의 예방 및 개선을 위한 기능성식품용 상업적 소재로서 높은 실용화 가능성을 시사한다.

Glucocorticoids (GCs) are negative muscle protein regulators that cause muscle atrophy when used in high doses or after the sustained use of GCs in numerous pathological conditions. Thus, the development of a treatment for GC-induced muscle atrophy has clinical importance. Some natural products effectively prevent muscle loss in several muscle atrophy conditions. Green tea extract (GTE) has a broad range of health benefits, including liver injury, but its effects on muscle atrophy are unclear. In this study, GTE was isolated from different extraction processes, and the protective effect of GTE on dexamethasone (Dexa)-induced atrophy was investigated in C2C12 myotubes and C57BL/6 mice. In vitro experiments were conducted using the Dexa-induced atrophy in cultured C2C12 myotubes and were evaluated by the expression of muscle atrophy F-box (MAFbx) and MyoD using real-time PCR and western blots. Muscle dysfunction was established in male C57BL/6 mice (eight weeks old, n=6) treated with a relatively high dose of Dexa (10 mg/kg body weight, i.p., 14 days). The body weight, grip strength, treadmill test, muscle weight, and muscle histology were assessed. GTE preserved Dexa-induced muscle atrophy in C2C12 myotubes, as indicated by the decreased expression of MAFbx. In Dexa-induced muscle wasting C57BL/6 mice, the 1000 mg/kg GTE treatment rescued Dexa-induced muscle weakness, as indicated by the prolonged running exhaustive time and improved grip strength. GTE also preserved the muscles from gastrocnemius and tibialis anterior muscle mass and muscle fiber cross-sectional area losses. These results suggest that GTE ameliorates Dexa-induced skeletal muscle wasting by regulating MAFbx, which might be developed as a therapeutic agent for the treatment of muscle atrophy and weakness.