핵의학

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  • [Nutrients.] Camphene Attenuates Skeletal Muscle Atrophy by Regulating Oxidative Stress and Lipid Metabolism in Rats

    [Nutrients.] Camphene Attenuates Skeletal Muscle Atrophy by Regulating Oxidative Stress and Lipid Metabolism in Rats

    이화의대, (주)유머스트알앤디, 건국대 / 백수지, 김지수, 문병석*, 김범산*, 이강파*

  • 출처
    Nutrients.
  • 등재일
    2020 Dec 3
  • 저널이슈번호
    12(12):3731. doi: 10.3390/nu12123731.
  • 내용

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    Abstract
    Sarcopenia- or cachexia-related muscle atrophy is due to imbalanced energy metabolism and oxidative stress-induced muscle dysfunction. Monoterpenes play biological and pharmacological reactive oxygen species (ROS) scavenging roles. Hence, we explored the effects of camphene, a bicyclic monoterpene, on skeletal muscle atrophy in vitro and in vivo. We treated L6 myoblast cells with camphene and then examined the ROS-related oxidative stress using Mito TrackerTM Red FM and anti-8-oxoguanine antibody staining. To investigate lipid metabolism, we performed real-time polymerase chain reactions, holotomographic microscopy, and respiratory gas analysis. Rat muscle atrophy in in vivo models was observed using 18F-fluoro-2-deoxy-D-glucose positron emission tomography/computed tomography and immunocytochemistry. Camphene reversed the aberrant cell size and muscle morphology of L6 myoblasts under starvation and in in vivo models. Camphene also attenuated E3 ubiquitin ligase muscle RING-finger protein-1, mitochondrial fission, and 8-oxoguanine nuclear expression in starved myotubes and hydrogen peroxide (H2O2)-treated cells. Moreover, camphene significantly regulated lipid metabolism in H2O2-treated cells and in vivo models. These findings suggest that camphene may potentially affect skeletal muscle atrophy by regulating oxidative stress and lipid metabolism.

     

     

    Affiliations

    Suji Baek  1 , Jisu Kim  2 , Byung Seok Moon  3 , Sun Mi Park  3 , Da Eun Jung  3 , Seo Young Kang  3 , Sang Ju Lee  4 , Seung Jun Oh  4 , Seung Hae Kwon  5 , Myung Hee Nam  5 , Hye Ok Kim  3 , Hai Jeon Yoon  3 , Bom Sahn Kim  3 , Kang Pa Lee  1
    1 Research and Development Center, UMUST R&D Corporation, Seoul 05029, Korea.
    2 Physical Activity and Performance Institute, Konkuk University, Seoul 05029, Korea.
    3 Department of Nuclear Medicine, Ewha Womans University College of Medicine, Seoul 07804, Korea.
    4 Department of Nuclear Medicine, Asan Medical Center, University of Ulsan College of Medicine, Seoul 05505, Korea.
    5 Seoul Center, Korean Basic Science Institute, Seoul 02841, Korea.

  • 키워드
    camphene; lipid metabolism; muscle atrophy; oxidative stress; sarcopenia.
  • 연구소개
    사람의 신체는 30대부터 근육이 감소하여 40대부터 1%씩, 50대가 되면 2%정도 줄어들기 시작해서 70대가 되면 50%정도의 근육이 감소한다. 이에 2016년과 2017년에 미국과 세계보건기구(WHO)는 근감소증에 질병코드 M62.84를 부여하였고, 의학계에는 10년이내 대표적인 고령화 질병이 될 것이라고 예측하고 있다. 임상적으로는 이중에너지방사선흡수법(dual energy X-ray absorptiometry), 바이오임피던스 측정법, CT, MRI 등의 방법을 사용하고 손의 악력 또는 보행 속도 측정을 병행하여 진단하고 있지만 명확한 진단법에 대한 연구는 아직 미비한 실정이다. 본 연구는 muscle atrophy의 효율적인 진단 및 치료 방법을 찾아보고자 하였으며, 치료 후보물질로써 essential oils인 camphene의 효능 검증을 위해 에너지대사측정, 체내의 탄수화물 및 지방 대사 변화를 확인하였다. 또한, 핵의학분자영상 기술을 활용한 18F-FDG PET/CT 영상을 통해 탄수화물 및 지방 대사 변화를 뒷받침할 수 있는 근거를 제시하였고, 근감소증 관련 비임상연구 연구자에게 관련 정보 및 표준모델을 제시하였다.
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